3D сады


Посадка в натяг


4.2 Посадки переходные. Особенности посадок

В рассматриваемом виде сопряжений могут получаться как зазоры, так и натяги. На рисунке 8а приведена в сокращенном варианте схема расположения полей допусков переходных посадок в системе отверстия для размеров до 500мм.

Распределение вероятностей получения узлов с зазорами и натягами в партии соединений с переходными посадками показано на рисунке 8б. Так почти все узлы (около 99,5%) с посадкой H7/js6 получаются с зазором, с посадкой H7/n6 – с натягом. Большинство (примерно 2/3) узлов с посадкой H7/h6 получаются с зазором, с посадкой H7/m6 – с натягом (более 4/5 узлов).

Рисунок 8 – Посадки переходные

Переходные посадки применяются только в точных квалитетах – с 4-го по 8-й и используются как центрирующие посадки. Предназначены для неподвижных, но разъемных соединений, так как обеспечивают легкую сборку и разборку соединения.

Переходные посадки требуют, как правило, дополнительного крепления соединяемых деталей (шпонками, штифтами, болтами и др.)

Особенности применения некоторых рекомендуемых переходных посадок

Посадки H/js, Js/h – «плотные». Вероятность получения натяга не выше 5% и, следовательно, в сопряжении образуются преимущественно зазоры. Обеспечивают легкую собираемость.

Посадка Н7/js6 применяется для сопряжения стаканов подшипников с корпусами, небольших шкивов и ручных маховиков с валами.

Посадки H/k, K/h – «напряженные». Вероятность получения натяга у них от 24 до 68%, однако, из-за влияния отклонений формы, особенно при большой длине соединения, зазоры в большинстве случаев не ощущаются.

Обеспечивают хорошее центрирование. Сборка и разборка производится без значительных усилий.

Посадка Н7/k6 широко применяется для сопряжения зубчатых колес, шкивов, маховиков, муфт с валами.

Посадки H/m, M/h – «тугие». Вероятность получения натяга от 60 до 98%. Обладают высокой степенью центрирования. Сборка и разборка требуют значительных усилий и осуществляются только при ремонте.

Посадка Н7/m6 применяется для сопряжения зубчатых колес, шкивов, маховиков, для установки тонкостенных втулок в корпуса и т.д.

Посадки H/n, N/h –«глухие». Вероятность получения натяга в пределах 88– 100%. Обладают высокой степенью центрирования. Разбираются только при капитальном ремонте.

Посадка H7/n6 применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, для установки постоянных кондукторных втулок, штифтов и т.д.

4.3 Посадки с натягом. Особенности посадок

В сопряжении рассматриваемого вида образуются только натяги. На рисунке 9 приведена в сокращенном варианте схема расположения полей допусков посадок с натягом в системе отверстия для размеров до 500 мм.

Рисунок 9 – Схема расположения полей допусков в посадках с натягом в системе отверстия.

Посадки применяются только в точных квалитетах, используются для передачи крутящих моментов и осевых сил без дополнительного крепления.

Посадки предназначены для неподвижных и неразъемных соединений. Относительная неподвижность обеспечивается силами трения, возникающими на контактирующих поверхностях вследствие упругой деформации, создаваемой натягом при сборке соединения.

Преимущество посадок – отсутствие дополнительного крепления, что упрощает конфигурацию деталей и их сборку.

Особенности применения некоторых рекомендуемых посадок с натягом

Посадки H/p, P/h – «легкопрессовые». Имеют минимальный гарантированный натяг. Обладают высокой степенью центрирования. Применяются, как правило, с дополнительным креплением.

Посадка H7/p6 применяется для сопряжения тяжело нагруженных зубчатых колес, установочных колец, тонкостенных втулок в корпуса.

Посадки H/r, H/s, H/t, R/h, h/S, T/h – «прессовые средние». Имеют умеренный гарантированный натяг. Применяются как с дополнительным креплением, так и без него.

Посадки H7/r6,H7/s6 применяются для сопряжения зубчатых и червячных колес с валами в условиях тяжелых ударных нагрузок с дополнительным креплением.

Посадки H/u, H/x, H/z, U/h – «прессовые тяжелые». Имеют большой гарантированный натяг. Предназначены для соединений, на которые воздействуют большие, в том числе и динамические нагрузки.

Пример расчета гладких цилиндрических сопряжений.

1. Назначение посадок для сопрягаемых элементов на заданные номинальные размеры

а) Для сопряжения вала с распорным кольцом (d =D =35 мм) выбираем посадку с зазором Е8/n6, так как эта посадка обеспечивает соединение деталей, которые должны легко передвигаться при затяжке.

б) Для соединения стакана колеса с корпусом задней подвески (d =D =60 мм) устанавливаем посадку H7/js6, так как эта посадка обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки.

в) На сопряжение крышки тормозного барабана со ступицей колеса (d =D = 66 мм) по согласованию с руководителем курсовой работы выбирается посадка с гарантированным натягом (Nmax = 75 мкм, Nmin = 10 мкм).

1.1 Расчёт сопряжения вала с распорным кольцом по посадке с зазором 35 Е8/n6

Определение предельных отклонений

а) для вала 35 n6

es = + 33 мкм

ei = +17 мкм

б) для распорного кольца  35 E8

ES = +89 мкм

EI = +50 мкм

Предельные размеры сопрягаемых деталей рассчитываются

а) для вала

dmax = d + es = 35 + 0,033 = 35,033 мм

dmin = d + ei = 35 + 0,017 = 35,017 мм

Тd = es – ei = 33 - 17 = 16 мкм

б) для распорного кольца

Dmax = D + ES = 35 + 0,089 = 35,089 мм

Dmin = D + EI = 35 + 0,05 = 35,05 мм

TD = ES – EI = 89 - 50 = 39 мкм

Находим предельные зазоры в соединении и допуск посадки

Smax = 35,089 - 35,017 = 0,072 мм = 72 мкм

Smin = 35,05 - 35,033 = 0,017 мм = 17 мкм

TS = Smax - Smin =72 - 17 = 55 мкм

Проверка правильности расчёта производится по формуле

ТS= ТD + Тd = 39 + 16 = 55 мкм

Схема взаимного расположения полей допусков вала и распорного кольца по посадке  35 Е8/n6 изображена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схема взаимного расположения полей допусков вала и распорного кольца по посадке 35 Е8/n6

1.2 Расчёт сопряжения стакана колеса с корпусом задней подвески по переходной посадке  60 H7/js6

Определение предельных отклонений

а) для стакана колеса 60 js6

es = + 9,5 мкм

ei = -9,5 мкм

б) для корпуса задней подвески  60 H7

ES = +30 мкм

EI = 0 мкм

Предельные размеры сопрягаемых деталей рассчитываются

а) для стакана

dmax = d + es = 60 + 0,0095 = 60,0095 мм

dmin = d + ei = 60 + (-0,0095) = 59,9905 мм

Тd = dmax - dmin = 9,5 - (-9,5) = 19 мкм

б) для корпуса

Dmax = D + ES = 60 + 0,03 = 60,03 мм

Dmin = D + EI = 60 + 0 = 60 мм

TD = Dmax - Dmin = 30 - 0 = 30 мкм

Рассчитываем максимальные зазор и натяг в соединении

Nmax = dmax - Dmin = 60,0095 - 60 = 0,0095 мм = 9,5 мкм

Smax = Dmax - dmin = 60,03 - 59,9905 = 0,0395 мм = 39,5 мкм

Em = == 15 мкм

em = == 0 мкм

Схема взаимного расположения полей допусков диаметров стакана колеса и корпуса задней подвески по переходной посадке  60 H7/js6 представлена на рисунке 7

Рисунок 7 - Схема взаимного расположения полей допусков диаметров стакана колеса и корпуса задней подвески по переходной посадке  60 H7/js6

В данном сопряжении величина зазора колеблется от 0 до 39,5 мкм, а величина натяга от 0 до 9,5 мкм. Допуск посадки, равный сумме допусков вала и отверстия, равен:

TП = TD + Td = 30 + 19 = 49 мкм

Находится среднее квадратичное отклонение сопрягаемых деталей

а) для стакана колеса

= 3,17 мкм

б) для корпуса задней подвески

= 5 мкм

Дисперсия события (D = σ2), состоящего из нескольких случайных событий, равна сумме дисперсий этих событий, поэтому среднее квадратическое отклонение посадки будет равно:

σп = (σD2 + σd2)½ = (52 + 3,172)½ = 5,92 мкм

При средних значениях размеров отверстия (Dm) и вала (dm) получается средний зазор (Sm), равный:

Sm = Dm – dm = –=–= 15мкм

Эта величина определяет положение центра группирования зазоров относительно начала их отсчета. Вероятность зазоров в пределах 0-15 определим с помощью нормированного интеграла функции Лапласа Ф(z), где z = = = 2,53.

Из таблицы значений функции Лапласа Ф(z) находим, что при z = 2,53 вероятность получения зазоров в пределах от 0 до 15 составляет Ф (2,53) = 0,4938 (стр. 12 справочника «Допуски и посадки»). Так как вероятность получения зазоров в пределах от 15 до 39,5 мкм составляет 0,5 (половина площади, ограниченной кривой распределения), то вероятность получения зазоров в данной посадке будет равна:

P(S) = 0,5 + Ф(z)= 0,9944 или 99,44%

Вероятность получения натягов:

P(N) = 1 - P(S) = 1 - 0,9944 = 0,0056 или 0,56%

Предельные величины зазоров и натягов с учетом рассеяния размеров по закону Гаусса определяются по практическим границам кривой рассеяния.

Наибольший вероятностный натяг:

3σn –15 = 3 · 5,92 – 15 = 2,76 мкм

Наибольший вероятностный зазор:

3σn + 15 = 3 · 5,92 + 15 = 32,76 мкм

Вероятные натяги и зазоры будут меньше предельных на величину половины разности допуска посадки (TD + Td) и поля рассеяния посадки (6σn):

((TD + Td) – 6σn)/2 = ((30 + 19) – 6 · 5,92)/2 = 6,74 мкм

Кривая нормального распределения натягов (зазоров) в практических границах ±3σп для посадки для данного соединения изображена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Кривая нормального распределения зазоров и натягов в практических границах рассеивания

1.3 Расчёт сопряжения ступицы колеса с крышкой тормоза  66 по посадке с натягом при заданных значениях величин Nmax =75 мкм и Nmin = 10 мкм

Определяем допуск посадки с натягом

TN = Nmax - Nmin = 75 - 10 = 65 мкм

Величина допуска, приходящаяся на каждую из деталей

TD = Td = TN/2 = 65/2 = 32,5 мкм

Выписываем величины допусков из справочника «Допуски и посадки» на стр. 43 для интервала размеров свыше 50 до 80, не превышающих 32,5 мкм:

а) для IT6 = 19 мкм

б) для IT7 = 30 мкм

Для образования посадки выбирается система отверстия и записываются предельные отклонения основной детали (крышки тормозного барабана) из справочника «Допуски и посадки» на стр. 79 для интервала размеров свыше 50 до 80:

а) для IT6: EI = 0; ES = +19 мкм

б) для IT7: EI = 0; ES = +30 мкм

Рассчитываются предельные отклонения неосновной детали

а) для IT6 : es = EI + Nmax = 0 + 75 = 75 мкм

ei = ES + Nmin = 19 + 10 = 29 мкм

б) для IT7: es = EI + Nmax = 0 + 75 = 75 мкм

ei = ES + Nmin = 30 + 10 = 40 мкм

Выбирается ряд основных отклонений ступицы колеса, удовлетворяющих условию из справочника «Допуски и посадки» на стр. 95-97 для интервала размеров свыше 65 до 80

eiтабл ≥ eiрасч

а) для IT6: eiтабл ≥ 29 мкм

а) для IT7: eiтабл ≥ 40 мкм

Выбирается ряд рекомендуемых посадок с натягом для  66 (из справочника «Допуски и посадки» на стр. 95-97 для интервала размеров свыше 65 до 80)

а) для IT6: H6/p6; H6/r6; H6/s6

а) для IT7: H7/r7; H7/s7

Схема взаимного расположения полей допусков рекомендуемых посадок для  66 при 6-ом и 7-ом квалитете точности сопрягаемых деталей представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Схема взаимного расположения полей допусков рекомендуемых посадок для  66 при 6-ом и 7-ом квалитете точности сопрягаемых деталей

Из рисунка 9 следует, что посадки H6/s6 и H7/s7 могут создать натяг, превышающий Nmax = 75 мкм, а посадка H7/r7 является дополнительной и применяется ограниченно поэтому данные посадки непригодны для сопряжения. Посадки, которые отвечают граничным требованиям и пригодны для сопряжения, это H6/p6 и H6/r6. Для образования посадки с гарантированным натягом для сопряжения ступицы колеса с крышкой тормозного барабана окончательно принимается посадка H7/r6. Шестой квалитет точности для диаметра ступицы колеса объясняется тем, что эта деталь более ответственная.

Предельные отклонения для выбранных полей допусков вала (r6) и отверстия (H7)

ES = +30 мкм

EI = 0 мкм

es = +62 мкм

ei = +43 мкм

Определим предельные размеры и допуски сопрягаемых поверхностей по выбранной посадке  66 H7/r6.

dmin = d+ei= 66 + 0,043 = 66,043 мм

dmax = d+es= 66 + 0,062 = 66,062 мм

Td = dmax - dmin = 66,062 - 66,043 = 0,019 мм = 19 мкм

Dmin = D+EI = 66 + 0 = 66 мм

Dmax = D+ES = 66 + 0,03 = 66,03 мм

TD = Dmax - Dmin = 66,03 - 66 = 0,03 мм = 30 мкм

Определим предельные натяги и допуск посадки

Nmax = dmax - Dmin = 66,062 - 66 = 0,062 мм = 62 мкм

Nmin = dmin - Dmax = 66,043 - 66,03 = 0,013 мм = 13 мкм

TN = Nmax - Nmin = 62 - 13 = 49 мкм

Проверка:

TN = Td + TD = 30 + 19 = 49 мкм

Схема взаимного расположения полей допусков ступицы колеса и крышки тормозного барабана по посадке с гарантированным натягом 66 H7/r6 приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Схема взаимного расположения полей допусков стакана колеса и корпуса задней подвески по посадке с гарантированным натягом  66 H7/r6

Результаты расчётов для гладких цилиндрических соединений для удобства сведены в таблицу 1.

Таблица 1 - Сводная таблица гладких цилиндрических соединений

детали

На­имено­вание детали

Номинальный размер

мм

система

квалитет

посадка

Отклонения

мкм

Предельные размеры

мм

Допуск

мкм

Зазоры S

мкм

Натяги N

мкм

Допуск посадки

мкм

Smax

Smin

Sm

Nmax

Nmin

Nm

ES

es

EI

ei

Dmax

dmax

Dmin

dmin

4

внутреннее кольцо подшипника

40

отверстия

5

с натягом

L0/k5

0

-12

40,0

39,988

12

-

-

-

25

2

13,5

23

3

вал

6

+13

+2

40,013

40,002

11

2

часть редуктора задней передачи

68

вала

6

с зазором

H6/l0

+19

0

68,019

68

19

32

0

16

-

-

-

32

5

наружное кольцо подшипника

7

0

-13

68,0

67,987

13

6

распорная втулка

40

внесистемная (комбинированная)

6

с зазором

F7/k5

+50

+25

40,05

40,025

25

48

12

30

-

-

-

36

3

вал

5

+13

+2

40,013

40,002

11

1

корпус

73

отверстия

7

с натягом

H7/r6

+30

0

73,03

73,0

30

-

-

-

62

13

34,5

49

2

часть редуктора задней передачи

6

+62

43

73,062

73,043

19

7

шестерня

68

отверстия

7

переходная

H7/js6

+30

0

68,03

68,0

30

39,5

-

-

9,5

-

-

49

3

вал

6

+9,5

-9,5

68,0095

67,9905

19

Посадки с натягом

Посадки с зазором характеризуются предельным зазором – наибольшим Smax=Dmax – dmin; Smax = ES – eiи наименьшимSmin=Dmin – d max; Smin = EI – es.

Для образования натяга диаметр вала до сборки обязательно диаметр вала больше диаметра отверстия. В собранном состоянии диаметры обоих деталей выравниваются.

Наибольшим натягом называют N. Посадки с натягом характеризуются:

Nmax – максимальный натяг, который посадка может обеспечить;

Nmin – минимальный натяг.

Nmax = dmax – Dmin = es – EI; Nmin = dmin – Dmax = ei – ES.

Пример 3: дано соединение отверстие 8+0,015 , вал 8+0,028+0,019

Nmax = es – EI =28-0=28 мкм; Nmin = ei – ES=19-15=4 мкм

Переходные посадки

Основной особенностью переходных посадок является то, что в соединениях детали, относящихся к одним и тем же партиям, могут получаться, как зазоры, так и натяги. Они характеризуются наибольшими зазорами и наибольшими натягами.

Smax = Dmax - dmin =ES – ei; Nmax = d max - Dmax =es – EI

Пример 3: дано соединение отверстие 8+0,015 , вал 80,0045

Nmax = d max - Dmax =es – EI= 4,5-0=4,5

Smax = Dmax - dmin =ES – ei=15-(-4,5)=19,5

Допуск к посадке равен сумме допусков отверстия и вала – ТП = ТD + Td.

Посадки в системе отверстия и в системе вала

Посадки всех трёх групп с различными зазорами и натягами можно получить, изменяя положения полей допусков обоих сопрягаемых деталей. Однако удобно технологическом и эксплуатационном отношении получать разнообразные посадки, изменяя поле допуска только вала (система отверстия) или только отверстия (система вала).

Деталь, у которой положение поля допуска не зависит от вида посадки, называется основной деталью системы.

В системе допусков и натягов существует 2 подсистемы:

  1. посадки в системе отверстия – различные зазоры и натяги получают соединениями различных валов с основными отверстиями;

  2. посадки в системе вала – различные зазоры и натяги получают соединением различных отверстий с основными валами.

Образование посадок

Системой допусков и посадок называют комплекс рядов допусков и посадок, созданный на основе теоретических исследований и обобщения опыта проектирования. Современные системы допусков и посадок :

  1. Охватывают определенные диапазоны размеров, которые для упрощения таблиц допусков разбивают на интервалы размеров;

  2. Содержат единицы допусков, содержащие зависимость допуска от размера;

  3. Содержат необходимое число квалитетов, в которых установлены допуски разной величины для одинаковых размеров;

  4. Содержат необходимое разнообразие посадок двух рядов – в системе отверстия и в системе вала;

  5. Являются предельными асимметричными системами, в которых точность задана двумя предельным размерами, а поля допусков основного отверстия и основного вала расположены асимметрично относительно нулевой линии.

Для образования допусков для каждого интервала номинальных размеров установлен ряд допусков из 19 квалитетов по 28 основным отклонениям полей допусков валов и отверстий. Основные отклонения обозначают одной или двумя буквами латинского алфавита

1-зазор, 11 – переходные, 111 - натяг

    1. Посадки с нужными зазорами и натягами образуются сочетанием наибольших допусков соединённых деталей отверстия и вала;

    2. Поля допусков определяются двумя составляющими:

-численными значениями допуска, допуск зависит от квалитета и номинального размера. Обозначаются цифрой. Пример обозначения: IT5=20мкм допуск размера по 5 квалитету

- основным отклонением - заданным по таблицам отклонением от нулевой линии. Основные отклонения для отверстий А-Н: EI=-es

J-ZS: ES=-ei

Основные отклонения валов и отверстий зависят от номинальных размеров и являются постоянными для всех квалитетов, исключение составляют J, K, M, N. Js – симметрична относительно нулевой линии.

Поля допусков образуют сочетанием одного из основных отклонений с допуском по одному из квалитетов. Обозначают буквами и цифрами, например,

r6, p6 (поля допусков вала по 6 квалитету с основными отклонениями r или p), Е7, А7-поля допуска отверстия по 7 квалитету с отклонениями Е,А.

Принцип образования полей допусков допускает сочетание любых основных отклонений с любыми квалитетами. Для получения различных посадок в системах допусков и посадок создаётся большое количества полей допусков, однако на практике использование такого большого количества не экономично. Поэтому устанавливают (для размеров от 1 до 500) 77 полей допусков валов и 68 полей допусков отверстий. Из указанного числа выделены предпочтительные поля допусков – 10 отверстий и 16 валов.

Посадки образуются сочетанием полей отдельных полей допусков отверстий и валов :посадка H6/g5 – отверстие по 6 квалитету, вал по 5 квалитету с основным отклонением g, H7/g6, H8/f7- посадки в системе отверстия

M6/h5, G7/h6, F8/h6-посадки в системе вала

Обозначение на чертеже:20,20H6/f6, 20 H6-f6

В системе посадок и допусков ( для размеров 1-500) установлено 69 посадок в системе отверстия и 61 – в системе вала, Из посадок общего применения выделены предпочтительные – 17-в системе отверстия 10-в системе вала.

Неподвижные посадки (посадки с натягом)

Неподвижными посадками или посадками с натягом называются такие посадки, у которых между сопрягаемыми поверхностями имеется гарантированный натяг, обеспечивающий взаимную неподвижность деталей после их сборки (рис. 3.7).

Относительная неподвижность деталей обеспечивается за счет сил сцепления (трения), возникающих на контактирующих поверхностях вследствие их деформации, создаваемой натягом при сборке соединения. Благодаря надежности и простоте конструкции деталей и сборки соединений эти посадки применяют во всех отраслях машиностроения.

Рис. 3.7  

Натягом называется разность размеров вала и отверстия до сборки. Натяг характеризует степень сопротивления смещению одной детали относительно другой после сборки. Натяг рассчитывается по уравнению:

Для посадок с натягом поле допуска вала расположено над полем допуска отверстия (рис. 3.8).

Рис. 3.8

Предельные значения натягов определяются по формулам:

Nmax = dmax – Dmin; (3.23)

Nmin = dmin – Dmax. (3.24)

Средний натяг

Nm = . (3.25)

Допуском натяга называется разность наибольшего и наименьшего натягов:

TN = Nmax – Nmin. (3.26)

Если в формулу (3.26) подставить предельные значения натягов, то можно получить еще одну зависимость для определения допуска натяга:

TN = dmax – Dmin – dmin + Dmax = (dmax – dmin) + (Dmax – Dmin) = Td + TD; TN = TD + Td. (3.27)

Допуск натяга определяется как сумма допусков отверстия и вала.

В ЕСДП насчитывается 12 неподвижных посадок, которые тоже располагаются в соответствии с латинским алфавитом.

Система отверстия:

; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

Система вала:

; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

В соответствии с расположением посадки в алфавите натяг будет меняться: к концу его натяг будет увеличиваться. Посадки с двойными обозначениями , , , , , обычно применяются для соединений деталей, выполненных из неметаллических деталей.

Взаимная неподвижность деталей достигается за счет внутренних напряжений на поверхностях контакта вследствие упругих деформаций, однако получить неподвижное соединение обычной сборкой не удается, так как вал больше отверстия, поэтому существуют различные способы сборки соединений с натягом:

прессование – при незначительной величине натяга, т. е. при небольшой разнице диаметров вала и отверстия. Сборка может производиться как со смазкой поверхностей, так и без нее. Однако при прессовании наблюдаются смятие и срезы неровностей поверхностей, что приводит к задирам. Поэтому повторное использование таких деталей после разборки невозможно;

нагревание втулки – способ сборки при увеличенной величине натяга. Этот способ не всегда применим, так как при нагреве меняются структура и качественные свойства материала, полученные в результате термообработки, кроме того, происходит коробление детали. Этот метод целесообразен для неответственных деталей и узлов при сравнительно небольшом нагреве;

охлаждение вала жидким азотом (–196º) или сухим льдом (–80º);

комбинированный способ – сочетанием указанных выше способов.

Переходные посадки

Переходные посадки иногда называют посадками центрирования, они являются промежуточными между подвижными и неподвижными, т. е. могут дать как зазор, так и натяг.

Для переходных посадок поля допусков отверстия и вала частично или полностью перекрываются (рис. 3.9). При наибольшем предельном размере вала и наименьшем предельном размере отверстия получается наибольший натяг, а при наибольшем предельном размере отверстия и наименьшем предельном размере вала – наибольший зазор.

Рис. 3.9

Можно рассмотреть посадки, образованные сочетанием поля допуска отверстия TD и полей допусков валов Td1, Td2 и Td3.

Эта посадка чаще всего дает зазор, т. е. она «тяготеет» к образованию зазора.
   
Эта посадка чаще будет давать натяг.
   
Эта посадка будет давать зазоры или натяги в равной степени.  

Для обоснования вероятного значения натяга или зазора производится специальный расчет с использованием значения нормированной функции Лапласа Ф(z).

Допуск посадки можно определить двумя способами:

ТП = + ; (3.28)

ТП = TD + Td. (3.29)

Виды переходных посадок:

Система отверстия:

; ; ; ; .

Система вала:

; ; ; ; .

Переходные посадки предназначены для неподвижных соединений, которые служат для обеспечения хорошего центрирования сопрягаемых поверхностей и должны легко разбираться. Натяги и зазоры в этих посадках небольшие и не могут передавать значительные крутящие моменты поэтому используется дополнительное крепление шпонками, штифтами, винтами и т. п. Наиболее широко переходные посадки применяют при установке подшипников качения.

Выбор посадок

Необходимые эксплуатационные свойства механизмов обеспечивают выбором соответствующих посадок при соединении деталей друг с другом. Выбор посадок является не только технической, но и экономической задачей, правильное решение которой во многом способствует не только обеспечению качества изделий, но и эффективности производства.

Обычно конструкторы в своей практике пользуются сравнительно небольшим количеством разного вида посадок (не более 10), несмотря на то, что рекомендованных к применению посадок в системах допусков значительно больше. Основаниями для определения необходимых параметров посадки могут быть результаты аналитических расчетов, экспериментальных исследований, а также накопленный производственный опыт. Чаще всего выбирают посадку, ориентируясь на аналогичные соединения, условия работы которых хорошо известны и их применение оправдало себя на практике.

Для условий серийного производства ответственные соединения подвергают экспериментальным исследованиям, результаты которых используют при выборе той или иной посадки.

Существующие методики аналитических расчетов параметров насадок в основном являются весьма приближенными, так как не могут учитывать всех факторов, влияющих на свойства посадок при разных допущениях. Такие методики расчетов (в том числе на ЭВМ) применяют для предварительного определения тех величин зазоров или натягов в посадках, которые могли бы обеспечить исследование заданных функций в предполагаемых условиях эксплуатации изделий. Следует признать, что в настоящее время основой для выбора посадок является производственный опыт и экспериментальные данные.

Системы допусков и посадок

Системой допусков для гладких цилиндрических соединений, как и для других сопряжений, называется закономерно построенная на основе расчета и опыта совокупность рядов допусков и посадок.

Система предназначена для того, чтобы можно было выбрать минимально, но достаточное для практики число вариантов посадок. Она позволяет обеспечить стандартизацию режущих инструментов и калибров, облегчить конструирование и достижение взаимозаменяемости соединений, повысить качество изделий и упростить расчеты посадок.

Различают две системы: систему вала и систему отверстия.

Система отверстия

Отверстие в системе отверстия является основным. Система характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной степени точности при одинаковых номинальных размерах предельные размеры отверстия остаются постоянными, а осуществление различных посадок достигается за счет изменения предельных размеров валов.

Рис. 3.10

В системе отверстия поле допуска основного отверстия обозначается буквой Н и располагается на нулевой линии, т. е. EI = 0 (рис. 3.10).

Расположение поля допуска основного отверстия в «плюс» приводит к экономии материала, так как его действительный размер всегда будет больше номинального при том условии, что отверстие будет годной деталью.

Сочетание полей допусков основного отверстия Н и полей допусков Td1, Td2, Td3 дает различные посадки. Так, сочетание H/Td1 дает посадку с зазором (общее их количество 11), H/Td3 – посадку с натягом (12) и H/Td2 – переходную (5). Следовательно, для одного номинального размера и одного квалитета может быть 28 посадок.

С учетом того, что в диапазоне от 0 до 500 мм насчитывается 130 номинальных размеров, а при образовании посадки можно брать разные квалитеты для вала и отверстия, то получится чрезвычайно большое их количество. В практической деятельности это многообразие не используется, т. е. наблюдается разумное ограничение, приводящее к образованию рекомендуемых посадок [9].

Система вала

В системе вала основной деталью считается вал, который называется основным. Система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной степени точности при одинаковых номинальных размерах предельные размеры вала остаются постоянными, а осуществление различных посадок достигается за счет изменения предельных размеров отверстий.

Поле допуска основного вала обозначается буквой h и располагается под нулевой линией, т. е. es = 0 (рис. 3.11).

Рис. 3.11

Расположение поля допуска основного вала в «минус» способствует экономии материала для вала, так как его действительный размер будет меньше номинального.

Сочетание TD1/h дает посадку с зазором (их количество – 11), а TD2/h – переходную посадку (5), TD3/h образует посадку с натягом (12). Таким образом, в системе вала в одном номинальном размере и одинаковом квалитете может быть 28 посадок различного характера.

Применение систем

Системы отверстия и вала дают совершенно одинаковое количество посадок с равными значениями зазоров и натягов, т. е. обе системы равноправны. Однако преимущественное распространение имеет все-таки система отверстия, так как основным ее преимуществом является сокращение ассортимента дорогих режущих инструментов для обработки отверстий (развертки, протяжки) и средств для их контроля (калибров-пробок). Система отверстия экономически более выгодна для производства, поэтому она предпочтительна.

Система вала имеет ограниченное применение, т. е. в тех случаях, когда невозможно использование системы отверстия. Когда оси, валики, штифты изготавливаются из точных холоднотянутых прутков («серебрянки»), тогда не требуется механическая обработка по диаметру и поэтому экономически целесообразнее подобрать к готовому валу втулку.

Если производится соединение деталей с парными, ранее выполненными по системе вала деталями – шпонки различных типов, подшипники качения по наружному диаметру, то посадочные места под них надо изготавливать по системе вала.

В некоторых случаях по конструктивным соображениям приходится применять систему вала, например, когда требуется чередовать соединения нескольких отверстий одинакового номинального размера, но с разными посадками. На рис. 3.12 показано соединение, имеющее подвижную посадку поршневого пальца 1 с шатуном 2 и неподвижную в бобышках поршня 3, которое целесообразно выполнить в системе вала (рис. 3.12, в). Если это соединение выполнить в системе отверстия, то детали невозможно будет собрать (рис. 3.12, б).

В исключительных случаях целесообразно применять посадки, образованные таким сочетанием полей допусков отверстия и вала, когда ни одна из деталей не является основной или они обе основные. Такие посадки называются внесистемными.

Рис. 3.12

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Посадка с натягом

Посадка переходная

Нетрудно заметить, что допуск посадки, независимо от ее типа, есть сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Наибольший зазор переходной посадки часто представляют в виде отрицательного наименьшего натяга (см. рис. 1.2, д).

При расчете и выборе посадок конструктора могут интересовать не только предельные зазоры и натяги, но и средние, обычно наиболее вероятные, зазоры и натяги:

средний зазор: Sc = (Smax + Smin)/2;

средний натяг: Nс = (/Vmax + /Vmin)/2.

Определения терминов, вошедших в раздел, по ГОСТ 25346—89

Размер — числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. п.) в выбранных единицах измерения.

Действительный размер — размер элемента, установленный измерением с допустимой погрешностью.

Квалитет — совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров.

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

Вал — термин, условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Отверстие — термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Посадка — характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.

Допуск посадки — сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Зазор (S) — разность между размерами отверстия и вала до сборки, если отверстие больше размера вала.

Натяг (N) — разность между размерами вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.

Посадка с зазором — посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т. е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала (см. рис. 1.2, в)

Посадка с натягом — посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т. е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (см. рис. 1.2, г).

Переходная посадка — посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга в соединении в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. При графическом изобра­жении поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично (см. рис. 1.2, д).

Принципы построения системы допусков и посадок

Системой допусков и посадок (СДП) называется совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенных на основе опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов. Система предназначена для выбора минимально необходимых, но до­статочных для практики вариантов допусков и посадок типовых соединений деталей машин, дает возможность стандартизировать режущие инструменты и калибры, облегчает конструирование, производство и взаимозаменяемость деталей машин, а также обусловливает их качество.

Первый принцип построения СДП (установлено 20 квалитетов и определены формулы для расчета допусков)

Было принято, что две или несколько деталей разных размеров следует считать одинаковой точности (принадлежащими одному квалитету), если их изготавливают на одном и том же оборудовании при одних и тех же условиях обработки (режимах резания и т. д.).

Отсюда следует, что точность валов, изготовленных, например, шлифованием, во всем диапазоне диаметров одинакова, несмотря на то что погрешность обработки, как показали эксперименты, растет с увеличением размера обрабатываемой детали

В дальнейшем было решено, что допуски одного квалитета должны меняться так же, как изменяется погрешность обработки на станке в зависимости от размера обрабатываемой детали. Допуск (17) рассчитывается по формуле:

IT = ki,

где k — число единиц допуска, установленное для каждого квалитета; f — единица допуска, зависящая только от размера (табл. 1.1).

Стандартом установлены квалитеты: 01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, .., 11, 12, ., 18.

Самые точные квалитеты (01, 0, 1,2, 3, 4), как правило, применяются при изготовлении образцовых мер и калибров.

Квалитеты с 5-го по 11-й, как правило, применяются для сопрягаемых элементов деталей.

Квалитеты с 12-го по 18-й применяются для несопрягаемых элементов деталей.

Чтобы максимально сократить число значений допусков при построении рядов допусков, стандартом установлены интервалы размеров, внутри которых значение допуска для данного квалитета не меняется.

Таблица 1.1

Значения допусков для установленных интервалов в диапазоне размеров до 500 мм приведены в табл. П.1.1 приложения 1.

Второй принцип построения СДП (установлено 27 основных отклонений валов и 27 основных отклонений отверстий)

Основное отклонение — одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяющее положение поля допуска относительно нулевой линии. Основным является отклонение, ближайшее к нулевой линии.

Основные отклонения отверстий обозначаются прописными буквами латинского алфавита, валов — строчными. Схема расположения основных отклонений с указанием квалитетов, в которых рекомендуется их применять, для размеров до 500 мм приведена в сокращении на рис. 1.4. Затемненная область относится к отверстиям.

Для обеспечения образования посадок в системе вала, аналогичных посадкам в системе отверстия, существует общее правило построения основных отклонений, заключающееся в том, что основные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклонениям валов, обозначенным той же буквой. Из этого правила сделано исключение. Для получения идентичных зазоров и натягов в системе вала и в системе отверстия у переходных и прессовых посадок, в которых отверстие данного квалитета соединяется с валом ближайшего более точного квалитета, основные отклонения рассчитываются по специальной зависимости и поэтому становятся несимметричными.

Третий принцип построения СДП (предусмотрены системы образования посадок)

Предусмотрены посадки в системе отверстия и в системе вала.

Посадки в системе отверстия — посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных попей допусков валов с полем допуска основного отверстия (рис. 1.5, а).

Основное отверстие (Н) — отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

Посадки в системе вала — посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала (рис. 1.5, б).

Основной вал (h) — вал, верхнее отклонение которого равно нулю.

Рис. 1.5

Точные отверстия обрабатываются дорогостоящим мерным инструментом (зенкерами, развертками, протяжками и т. п.). Каждый такой инструмент применяют для обработки только одного размера с определенным полем допуска. Валы же независимо от их размера обрабатывают одним и тем же резцом или шлифовальным кругом.

При широком применении системы вала необходимость в мерном инструменте многократно возрастет, поэтому предпочтение отдается системе отверстия.

Однако в некоторых случаях по конструктивным соображениям приходится применять систему вала, например, когда требуется чередовать соединения нескольких отверстий одинакового номинального размера, но с разными посадками на одном валу. На рис. 1.6, а показано соединение, имеющее подвижную посадку поршневого пальца 1 с шатуном 2 и неподвижную в бобышках поршня 3, которое целесообразно выполнить в системе вала (рис. 1.6, в), а не в системе отверстия (рис. 1.6, б).

Систему вала выгоднее применять и тогда, когда оси, валики, штифты могут быть изготовлены из точных холоднотянутых прутков без дополнительной механической обработки их наружных поверхностей.

В некоторых случаях целесообразно применять посадки, образованные таким сочетанием полей допусков отверстия и вала, когда ни одна из деталей не является основной. Такие посадки называются внесистемными.


Смотрите также

НАС УЖЕ 77 321

Подпишись на обновления сайта! Получай статьи на почту: