Контрольные вопросы и задания

1. Что понимают под «взаимозаменяемостью»?

2. Назовите виды взаимозаменяемости.

3. Какие преимущества дает применение взаимозаменяемости?

4. Какие отклонения геометрических параметров могут возникать при изготовлении деталей?

5. Какой принцип используется при определении погрешности формы или нормирования отклонений формы?

6. Что такое «номинальная поверхность»?

7. Дайте определение точности.

8. Что понимают под «погрешностью изготовления»?

9. Какие погрешности могут возникать при изготовлении?

10. Назовите виды погрешностей.

2. Взаимозаменяемость гладких цилиндрических соединений

2.1. Размеры и отклонения

В зависимости от вида конструкторской документации проставляются те или иные размеры. Обязательное условие: их количество должно быть минимальным, но достаточным для полной информации об объекте.

Например, на чертеже общего вида (рис. 2.1) необходимо проставить следующие размеры:

- габаритные размеры (Г), которые проставляются по наиболее выступающим частям. Эти размеры определяют размеры того места, куда данный узел будет устанавливаться.

- справочные размеры (С). На электродвигателе рым-болт служит только для его транспортировки грузоподъемным механизмом. Перед монтажом его можно выкрутить, что позволит сократить вертикальный размер до значения справочного размера.

- монтажные (М) и присоединительные (П) размеры необходимы для крепления электродвигателя.

- координирующий размер (К) служит для обеспечения соосности вала электродвигателя через муфту редуктора или другой механизм.

Рис. 2.1. Типы размеров, проставляемых на чертежах общего вида

На сборочном чертеже будут проставлены посадочные размеры.

Размеры, проставленные на чертежах, должны иметь номинальные значения.

2.1.1. Номинальные и действительные размеры

При конструировании определяются линейные и угловые размеры детали, характеризующие ее величину и форму. Они назначаются на основе результатов расчета деталей на прочность и жесткость, а также исходя из обеспечения технологичности конструкции и других показателей в соответствии с функциональным назначением детали. На чертеже должны быть проставлены все размеры, необходимые для изготовления детали и ее контроля.

Размеры, непосредственно или косвенно влияющие на эксплуатационные показатели машины или служебные функции узлов и деталей, называются функциональными. Они могут быть как у сопрягаемых (например, у вала и отверстия), так и у несопрягаемых поверхностей (например, размер пера лопатки турбины, размеры каналов жиклеров карбюраторов и т. п.)

Параметр — это независимая или взаимосвязанная величина, характеризующая какое-либо изделие или явление (процесс) в целом или их отдельные свойства. Параметры определяют техническую характеристику изделия или процесса преимущественно с точки зрения работоспособности и производительности, основных размеров, конструкции.

Размер — это числовое значение линейной величины (диаметра вала, длины крышки и т. п.) в выбранных единицах измерения. Размеры подразделяют на номинальные, действительные и предельные.

Номинальный размер — это размер, относительно которого определяются предельные размеры и который служит началом отсчета отклонений. Номинальный размер — это основной размер, который определяется на стадии разработки изделия исходя из кинематических, динамических и прочностных расчетов или выбранный из конструктивных, технологических, эксплуатационных, эстетических и других соображений. Полученный таким образом номинальный размер должен быть округлен до ближайшего большего стандартного значения, установленного ГОСТ 6636 «Нормальные линейные размеры».

Стандарт на нормальные линейные размеры имеет большое экономическое значение, состоящее в том, что при сокращении числа номинальных размеров сокращается потребная номенклатура мерных режущих и измерительных инструментов (сверла, зенкеры, развертки, протяжки, калибры), штампов, приспособлений и другой технологической оснастки. При этом создаются условия для организации централизованного изготовления названных инструментов и оснастки на специализированных машиностроительных заводах. Стандарт построен на основе предпочтительных чисел.

Предпочтительными числами называются числа, которые рекомендуется выбирать преимущественно перед всеми другими при назначении величин параметров для вновь создаваемых изделий.

Ряды предпочтительных чисел нормированы по ГОСТ 8032, который разработан на основе рекомендаций ИСО. По этому стандарту установлено четыре основных десятичных ряда предпочтительных чисел (R5, R10, R20, R40). Эти ряды построены по геометрической прогрессии со знаменателем , равным:

 = для ряда R5 (1,00; 1,60; 2,50; 4,00 …);

 = для ряда R10 (1,00; 1,25; 1,60; 2,00 …);

 = для ряда R20 (1,00; 1,12; 1,25; 140; …);

 = для ряда R40 (1,00; 1,06; 1,12; 1,18 …).

Ряды являются бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших значений, т. е. допускают неограниченное развитие параметров или размеров в направлении их увеличения или уменьшения.

Каждый ряд предпочтительных чисел в десятичном интервале содержит соответственно 5, 10, 20 и 40 чисел, что отражено в обозначениях рядов.

В отдельных технически обоснованных случаях, когда основные ряды размеров не могут удовлетворить технически или экономически обоснованные потребности, допускается применять дополнительные размеры, соответствующие дополнительному ряду предпочтительных чисел R80 и R160.

Ряды номинальных размеров (Ra) построены на базе рядов предпочтительных чисел с использованием знаменателей рядов первого округления (R').

Значения рядов номинальных линейных размеров для данного десятичного интервала приведены в табл. 2.1.

При установлении отдельных размеров или рядов размеров однотипных элементов следует отдавать предпочтение рядам с большим знаменателем прогрессии, т. е. ряд R5 следует предпочитать ряду R10, ряд R10 – ряду R20, ряд R20 – ряду R40.

Стандартные ряды номинальных размеров не распространяются:

- на технологические межоперационные размеры;

- на размеры, точно зависящие от других принятых величин (например, номинальный диаметр малого основания конуса зависит от принятого диаметра большего основания, конусности и длины конуса);

- на размеры, установленные в стандартах на конкретные изделия, например, размеры подшипников качения отличаются от предпочтительных чисел в силу исторически сложившейся практики.

В процессе изготовления деталей последующего измерения получается действительный размер.

Действительный размер – это размер, установленный измерением с помощью средства измерений с допустимой погрешностью измерения.

Таблица 2.1. Окончание табл. 2.1

Ряды линейных размеров

Ra5 (R5)	Ra10 (R’10)	Ra20 (R’20)	Ra40 (R’40)		Ra5 (R5)	Ra10 (R’10)	Ra20 (R’20)	Ra40 (R’40)
1,0	1,0 1,2	1,0 1,1 1,2 1,4	1,0 1,05 1,1 1,15 1,2 1,3 1,4 1,5		4,0	4,0 5,0	4,0 4,5 5,0 5,6	4,0 4,2 4,5 4,8 5,0 5,3 5,6 6,0
1,6	1,6 2,0	1,6 1,8 2,0 2,2	1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,4		6,3	6,3 8,0	6,3 7,1 8,0 9,0	6,3 6,7 7,1 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5
2,5	2,5 3,2	2,5 2,8 3,2 3,6	2,5 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8		10	10 12	10 11 12 14	10 10,5 11 11,5 12 13 14 15

Под погрешностью измерения понимается отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. За истинное значение измеряемой величины принимается математическое ожидание многократных измерений.

Величина допускаемой погрешности измерения, по которой выбирается необходимое средство измерения, регламентируется по ГОСТ 8.051 в зависимости от точности изготовления измеряемого элемента детали, заданной в чертеже.