В современном машиностроении, когда машины и изделия выпускаются в большом количестве, весьма важно, чтобы каждая деталь машины подходила при сборке к сопрягаемым деталям без всякой слесарной или иной подгонки. Для этого необходимо изготавливать детали с определенной степенью точности. Такие детали называются взаимозаменяемыми. Применение взаимозаменяемых деталей позволяет обеспечить наименьшие затраты труда при сборке и организовать производство запасных частей. Запасная деталь, изготовленная на любом заводе, уста­навливается в машину взамен аналогичной сломанной или изношенной без дополнительной пригонки и регулировки. Замена деталей или узлов запасными не должна нарушать нормальную работу машины.

Такая система применяется в массовом и крупносерийном производстве и называется полной взаимозаменяемостью.

Если в условиях данного производства полная взаимозаменяемость экономически невыгодна, применяют неполную или ограниченную взаимозаменяемость. При этом детали изготавливаются с меньшей точностью, а при сборке их подбирают по месту или применяют различные компенсаторы — шайбы, прокладки; стопорные и регулировочные винты и др.

Нормальная работа узлов и деталей машин обеспечивается в том случае, если размеры сопрягаемых деталей выдержаны в определенных пределах. Ни один размер детали в процессе производства не может быть выполнен абсолютно точно. Всегда будут отклонения от заданного размера, вызванные неточностью станка и инструмента, неточностью установки детали, ошибками измерения и т. д. За исходный размер принимается номинальный размер, определяемый конструктором при расчете деталей на прочность, или исходя из конструктивных и технологических соображений. Этот размер округляется до ближайшего большего по стандарту с целью уменьшения количества специального режущего и измерительного инструментов.

Так, например, если диаметр валика по расчету равен 15,1 мм у то его следует принять равным 16 мм, если расчетный диаметр равен 38,2, следует принять его равным 40 мм и т. д. В стандарте представлены размеры, обязательные при назначении величин диаметров, длин и высот. Стандартом предусмотрены 4 ряда размеров от ряда с наиболее крупной градацией до ряда с наиболее мелкой градацией. Желательно пользоваться рядами с более крупной градацией.

Размер детали, полученный непосредственным измерением, называется действительным размером.

Алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами называется действительным отклонением размера.

Для обеспечения взаимозаменяемости деталей необходимо, чтобы действительный размер детали находился между двумя предельными размерами. Таким образом, предельными размерами называются наибольшее и наименьшее допустимые значения, между которыми должен находиться действительный размер.

Наибольший размер, который может быть допущен при изготовлении детали, называется наибольшим предельным размером.

Минимальный допустимый размер называется наименьшим предельным размером.

Алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхним предельным отклонением.

Алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами называется нижним предельным отклонением. Верхнее и нижнее предельные отклонения могут быть положительными и отрицательными.

Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском размера.

Предположим, что необходимо изготовить вал с номинальным диаметром 50 мм при условии, что наибольший предельный размер равен 50,015 мм, наименьший предельный размер — 49,090 мм, т. е. верхнее предельное отклонение равно +0,015 мм, нижнее предельное отклонение равно —0,010 мм. Тогда допуск размера равно 50,015 — 49,090 = 0,025 мм.

Детали машин или механизмов соединяются между собой и образуют подвижные или неподвижные соединения. Детали, входящие в соединение, называются сопряженными деталями, а поверхности, по которым происходит соединение, — сопряженными поверхностями.

Одна из сопряженных деталей называется охватывающей, другая — охватываемой. Обычно охватывающая деталь называется отверстием, а охватываемая — валом.

Общий для обеих деталей расчетный размер называется номинальным размером соединения.

Кроме знакомых уже величин показывается нулевая линия — линия, обозначающая номинальный размер соединения, при графическом построении. Поле допуска представляет собой зону, заключенную между линиями, обозначающими границы, соответствующие верхнему и нижнему предельным отклонениям. Поле допуска определяется величиной допуска и его расположением относительно нулевой линии (номинального размера). Поле допуска необязательно должно располагаться симметрично по обеим сторонам нулевой линии, оно может быть также выше или ниже ее.

Детали машин в процессе работы либо перемещаются относительно друг друга, либо образуют неподвижные соединения. Характер соединения, или посадка, определяется разностью между размерами охватывающей и охватываемой деталей.

Посадкой называется характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления взаимному смещению.

В соответствии с ГОСТ. 7713 в зависимости от характера соединения различают три группы посадок:

• посадки с зазором;
• посадки с натягом;
• переходные посадки.