Переходные посадки применяются квалитеты. Примеры применения посадок - документ

Посадки, зазоры, натяги, допуски, посадка на горячую, соединения деталей, система вала и отверстия,

Посадки, зазоры, натяги, допуски, посадка на горячую, соединения деталей, система вала и отверстия, обозначения. Совокупность разных точностей и различных отклонений для образования разнообразных посадок и их построение называется системойдопусков. Система допусков подразделяется на систему отверстия и систему вала. Система отверстия — это совокупность посадок, в которых при одном классе точности и одном номинальном размере предельные размеры отверстия остаются постоянными, а различные посадки достигаются путем изменения предельных отклонений валов. Во всех стандартных посадках системы отверстия нижнее отклонение отверстия равно нулю. Такое отверстие называется основным. Система вала — это совокупность посадок, в которых предельные отклонения вала одинаковы (при одном номинальном размере и одном классе точности), а различные посадки достигаются путем изменения предельных отношений отверстия. Во всех стандартных посадках системы вала верхнее отклонение вала равно нулю. Такой вал называется основным. Поля допусков основных отверстий обозначаются буквой А, а основных валов — буквой В с числовым индексом класса точности (для 2-го класса точности индекс 2 не указывается): А1, А, А2а,А3а, А4 и А5, В1 В2, В2а, В3, В3а, В4, В5. Общесоюзными стандартами установлены допуски и посадки гладких соединений.

Посадки в системе отверстия и в системе вала Посадки во всех системах образуются сочетанием полей допусков. отверстия и вала. Стандартами установлены две равноправные системы образования посадок: система отверстия и система вала. Посадки в системе отверстия - посадки, в которых различные зазоры и натяги получают сочетанием различных полей допусков валов с одним (основным) полемдопуска отверстия. Посадки в системе вала - посадки, в которых различные зазоры и натяги получают сочетанием различных полей допусков отверстий с одним (основным) полем допуска вала. Обозначают посадки записью полей допусков отверстия и вала, обычно в виде дроби. При этом поле допуска отверстия всегда указывается в числителе дроби, а поле допуска вала - в знаменателе. Пример обозначения посадки Н7 30-или 30 Н7 / g6 . Эта запись означает, что сопряжение выполнено для номинального размера 30 мм, в системе отверстия, так как поле допуска отверстия обозначено Н7 (основное отклонение для Н равно нулю и соответствует обозначению основного отверстия, а цифра 7 показывает, что допуск для отверстия надо брать по седьмому квалитету для интервала размеров (свыше 18 до 40 мм), в который входит размер 30 мм); поле допуска вала g6 (основное отклонение g с допуском по квалитету 6). Посадка: 080 F7 / h6 или 0 80 Эта запись означает, что сопряжение выполнено для цилиндрического сопряжения с номинальным диаметром 80 мм в системе вала, так как поледопуска вала обозначено h6 (основное отклонение для h равно нулю и соответствует обозначению основного вала, а цифра 6 показывает, чтодопуск для вала надо брать по шестому квалитету для интервала размеров (свыше 50 до 80 мм, к которому относится размер 80 мм); поледопуска отверстия F7 (основное отклонение F с допуском по квалитету 7). В этих примерах числовые значения отклонений валов и отверстий не указаны, их надо определить по таблицам стандартов. Это неудобно для непосредственных изготовителей изделий в условиях производства, поэтому рекомендуется указывать на чертежах так называемое смешанное обозначение требований к точности размеров элементов деталей. При таком обозначении рабочему виден и характер сопряжения и известны значения допускаемых отклонений для вала и отверстия. Легко переводить посадки из одной системы в другую не меняя характера сопряжения, при этом квалитеты у отверстия и вала сохраняют, а заменяют основные отклонения, например: 08OF7/h6 -> 08OH7/f6. Пример обозначения посадки по системе ОСТ: 20 А з / С. Эта запись указывает, что данная посадка для номинального размера 20 мм выполнена в системе отверстия (буквой А обозначают отклонение основного отверстия, которое приведено в числителе). Отверстие выполнено сдопуском по третьему классу точности и об этом говорит индекс при обозначении поля допуска отверстия. Вал выполнен по второму классу точности и на это указывает отсутствие индекса у буквы обозначающей поле допуска вала С, которое предназначено для образования посадкискольжения. Посадки в ЕСДП. В ЕСДП сами посадки непосредственно не нормируются. В принципе пользователь системы может применять для образования посадок любые сочетания нормируемых полей допусков валов и отверстий. Но экономически такое многообразие не оправдано. Поэтому в информационном приложении к стандарту даются рекомендуемые посадки в системе отверстия и в системе вала. Для образования посадок используют квалитеты с 5 до 12 для отверстий и с 4 до 12 для валов. Всего рекомендуется для использования 68 посадок, из которых так же как и для полей допусков выделены посадки предпочтительного применения. Таких посадок в системе отверстия 17 и в системе вала 10. На этих же рисунках указаны и обозначения посадок, предусмотренных для диапазона размеров до 500 мм. Такого количества Посадок вполне достаточно для конструкторской деятельности при проектировании новых разработок. При этом стараются сочетать большие допуски для отверстий, чем допуски вала, обычно на один квалитет. Для более грубых посадок берут одинаковые допуски на вал и отверстие (один квалитет). Нужно помнить, что изготовление отверстия обходится дороже, чем изготовление вала той же точности. Поэтому из экономических соображений выгоднее использовать систему отверстия, а не систему вала. Но иногда оказывается необходимым применение системы вала. Случаи применения посадок в системе вала. Такие случаи редки и их применение объясняется не только экономическими соображениями. Посадки в системе вала применяют, если на вал одного диаметра необходимо установить несколько деталей с разными видами посадок. ">Посадкой называют характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров и натягов. Посадка характеризует большую или меньшую свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень их взаимного смещения. Для получения подвижной посадки необходимо, чтобы размер охватываемой поверхности был меньше размера охватывающей поверхности, то есть, при соединении вала с отверстием диаметр вала должен быть меньше диаметра отверстия. Разность между этими диаметрами называютзазором. Наибольший зазор - это положительная разность между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала. Наименьшим зазором - это положительная разность между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала. При неподвижной посадке диаметр вала должен быть несколько больше диаметра отверстия. Разность между этими диаметрами называютнатягом. Для соединения деталей с натягом прилагают некоторое усилие (удары, прессование). Натяг для одной и той же неподвижной посадки может изменяться, быть большим или меньшим соответственно изменению действительных размеров вала и отверстия, колеблющихся между их предельными размерами. Таким образом, различают наибольший и наименьший допустимыенатяги. Наибольший натяг - это отрицательная разность между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия. Наименьший натяг - отрицательная разность между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия. Графическое изображение зазоров и натягов показано на рисунках Нажмите, для просмотра в полном размере...

Группы посадок Посадки разделяют на три основные группы: подвижные, неподвижные и переходные. Если при сопряжении получается зазор, то посадкаявляется подвижной, а если натяг - неподвижной. В переходных посадках разность диаметров вала и отверстия относительно мала, здесь могут быть как небольшие зазоры, так и небольшие натяги. Таблица названия посадок Группа Наименование посадок Обозначение Характер соединения Неподвижные Горячая Прессовая 3-я Прессовая 2-я Прессовая 1-я Прессовая Легкопрессовая Гр Пр3 Пр2 Пр1 Пр Пл Диаметр отверстия у этих посадок меньше диаметра вала, что характеризует посадку, обеспечивающую натяг Для легкопрессовой посадки наименьший натяг равен нулю Переходные Глухая Тугая Напряженная Плотная Г Т Н П Диаметр отверстия у этих посадок может быть меньше или равен диаметру вала Подвижные Скользящая Движения Ходовая Легкоходовая Широко ходовая Широкоходовая 1-я Широкоходовая 2-я Теплоходовая С Д Х Л Ш Ш1 Ш2 ТХ Диаметр отверстия у этих посадок больше диаметра вала, что характеризует посадку, обеспечивающую зазор Для скользящей посадки наименьший зазор равен нулю Неподвижные посадки. Прессовые посадки (Пр, Пр1, Пр2, Пр3) применяют, когда требуется жесткое соединение деталей без дополнительного закрепления их шпонками, шпильками, стопорами и т. д. Посадку Пр1 используют при запрессовке втулок в зубчатые колеса и шкивы, клапанных седел - в гнезда. ПосадкиПр, Пр2 и Пр3 - в соединениях, принимающих в процессе работы большие ударные нагрузки (в соединениях зубчатых венцов с ободом червячных и других зубчатых колес, пальцев кривошипов с их дисками и т. п.). Легкопрессовую посадку (Пл) применяют в тех же случаях, что и посадку Пр1, но она дает несколько меньшие натяги. Детали, имеющие прессовые посадки, собирают на прессах различной мощности. Горячая посадка (Гр) предназначена для соединения деталей наглухо и обеспечивает прочные неразъемные соединения деталей. Переходные посадки. Глухую посадку (Г) применяют для получения плотного неподвижного соединения деталей, например, для крепления втулок в неразъемных подшипниках, которые необходимо закреплять шпонками, шпильками или стопорами, чтобы предохранить от проворачивания во время эксплуатации. Тугая посадка (Т) предназначена для соединения деталей, которые во время работы должны сохранять неизменное положение и которые собирают и разбирают со значительным усилием. Тугую посадку используют для установки внутренних колец шарикоподшипников, зубчатых колес и шкивов на валы и т. д. Напряженная посадка (Н) применяется для плотного соединения деталей при помощи легких ударов. Плотную посадку (П) применяют для соединения деталей, которые не должны смещаться одна относительно другой, но с приложением значительных усилий могут быть собраны и разобраны вручную или с помощью легких ударов молотка. Подвижные посадки. Скользящую посадку (С) применяют для соединения деталей, плотно входящих одна в другую, чтобы обеспечить точное направление (соосность). Эта посадка дает самые малые зазоры в соединениях (например, шпиндели сверлильных станков, кулачковые муфты сцепления, сменные зубчатые колеса в станках, фрезы на оправках и т. д.). Посадка движения (Д) предназначена для соединения деталей, которые перемещаются одна относительно другой с небольшим, но обязательнымзазором и с небольшими скоростями движения (шпиндели делительных головок и различных приборов, сменные кондукторные втулки и т. д.). Ходовая посадка (X) предназначена для соединений, в которых детали и узлы вращаются с умеренной скоростью (шпиндели токарных станков, шейки которых вращаются в подшипниках скольжения, а также коленчатые и кулачковые валы в соединениях с подшипниками и втулками, зубчатые колеса коробок передач тракторов, автомобилей и т. д.). Легкоходовая посадка (Л) используется в соединениях, где детали вращаются с большими скоростями, но при небольших давлениях на опоры (например, валы ротора электродвигателя и привода круглошлифовального станка и т. п.). Широкоходовая посадка (Ш) характеризуется наибольшими зазорами, обеспечивающими свободное перемещение деталей относительно друг друга, и применяется для валов, вращающихся в подшипниках с очень большими скоростями, валов турбогенераторов, текстильных машин и т. д. Характеризуются наличием гарантированного натяга, то есть при этих посадках наименьший натяг больше нуля. Следовательно, для получения неподвижной посадки необходимо, чтобы диаметр сопрягаемого вала был больше диаметра сопрягаемого отверстия. Горячая посадка (Гр) применяется присоединениях таких деталей, которые никогда не должны разбираться, например бандажи железнодорожных колес, стяжные кольца и прочее. Для получения этой посадки деталь с отверстием нагревается до температуры 150° —500°, после чего производится насадка на вал. Несмотря на получение в результате такой посадки более прочных соединений, чем при других видах посадок, она имеет отрицательные свойства — возникают внутренние напряжения в деталях и изменяется структура металла. Прессовая посадка (Пр) применяется для прочного соединения деталей. Эта посадка осуществляется под значительным усилием гидравлического или механического пресса или специального приспособления. Примером такой посадки может служить посадка втулок, зубчатых колес, шкивов и пр. Легко прессовая посадка (Пл) применяется в тех случаях, когда требуется возможно более прочное соединение и в то же время недопустима сильная запрессовка из-за ненадежности материала или из-за опасения деформировать детали. Такая посадка осуществляется под легким давлением пресса. Переходные посадки. Не гарантируют натяга или зазора, то есть, одна пара деталей, соединенных с одной из переходных посадок, может иметь натяг, а другая пара, сопряженная с такой же посадкой, зазор. Чтобы повысить степень неподвижности деталей, соединенных с переходными посадками, применяется дополнительное крепление винтами, штифтами и т. п. Чаще всего эти посадки применяются при необходимости обеспечить соосность, т. е. совпадение осевых линий двух деталей, например вала и втулки. Глухая посадка (Г) применяется для соединения деталей, которые при всех условиях работы должны быть связаны прочно и могут быть собраны или разобраны при значительном давлении. При таком соединении детали дополнительно крепят шпонками, стопорными винтами, например зубчатые колеса, которые вследствие износа должны подвергаться смене, планшайбы на шпинделях токарных станков, неразрезные подшипниковые втулки, золотниковые и круглые втулки и пр. Осуществляется эта посадка сильными ударами молотка. Тугая посадка (Т) применяется для часто разбираемых соединений, детали которых должны прочно соединяться и могут быть собраны или разобраны со значительным усилием. Напряженная посадка (Н) применяется для соединения таких деталей, которые при работе должны сохранять свое относительное положение и могут быть собраны или разобраны без значительных усилий с помощью ручного молотка или съемника. Чтобы соединенные с такой посадкой детали не проворачивались и не сдвигались, их закрепляют шпонками или стопорными винтами. Эта посадка, осуществляемая ударами молотка, применяется для соединения зубчатых колес, часто сменяющихся втулок подшипников, которые при разборке машин вынимаются, подшипников качения на валах, шкивах, сальниковых втулок, маховиков на кривошипных и иных валах, фланцах и т. п. Плотная посадка (П) применяется для соединения таких деталей, которые собирают или разбирают вручную или же при помощи деревянного молотка. С такой посадкой соединяются детали, требующие точной центровки: поршневые штоки, эксцентрики на валах, ручных маховичках, шпинделях, сменных шестернях, установочных кольцах и т. п.

Введение ………………………………………………………………………………3

1. Общие положения и инструмент………………………………………………….3

2. Соединения заформовкой и запрессовкой………………………………………..7

3. Соединения с натягом и его тенденции…………………………………………..9

4. Расчет соединений и подбор посадки с натягом………………………………...11

5 Литература …………………………………………………………………………22

Введение

При монтаже различных конструкций слесарю приходится производить работы по сборке и разборке неразъемных соединений - прессовых, заклепочных, выполняемых при помощи пайки, склеивания и др. Разборка таких соединений связана с порчей самих сопряженных или соединяемых деталей. Заклепочные соединения в настоящее время в значительной степени вытеснены другими видами прочных и плотных соединений и оставлены для сравнительно небольшого класса изделий (котлы, краны, экскаваторы, монтажные конструкции и др.). Вместо заклепочных соединений все шире применяются сварные, выполняемые при помощи электрической или газовой сварки.

Соединения, в которых при любых комбинациях допусков вала и отверстия всегда получается натяг, называются соединениями с гарантированным натягом. Такие соединения находят широкое применение в машинах и механизмах при необходимости передачи значительных осевых усилий, крутящих моментов или нагрузок. Прочность и относительная неподвижность соединений с натягом обеспечиваются силами трения, зависящими от величины натяга. Они могут выполняться несколькими способами. Наиболее распространены прессовые соединения. При прессовых соединениях наружный диаметр охватываемой детали должен быть больше диаметра отверстия охватывающей детали, что обеспечивает при посадке необходимый натяг. В большинстве случаев такие посадки выполняются без дополнительного крепления сопрягаемых деталей.

1. Общие положения и инструмент.

Прессовое соединение деталей можно выполнить путем приложения осевого усилия, запрессовывающего одну деталь в другую, нагревания охватывающей детали или охлаждения охватываемой детали.

В табл. .1. приведены краткие характеристики и примерные области применения предпочтительных посадок с натягом.

Табл. 1 - краткие характеристики посадок

В табл. 1 приведены краткие характеристики и примерные области применения предпочтительных посадок с натягом.

Перед запрессовкой слесарь должен тщательно осмотреть поверхности соединяемых деталей. Царапины, забоины, заусенцы должны быть устранены. В процессе запрессовки необходимо применять покрытие поверхностей различными смазочными материалами для предохранения от задиров, уменьшения коэффициента трения и снижения необходимого усилия запрессовки. Торец вала должен иметь фаску под углом 7...10°, а торец ступицы - фаску под углом 30...45°. Наличие фасок облегчает центрирование деталей и предохраняет их от случайных заеданий при запрессовке.

Посадка деталей небольших размеров (штифтов, клиньев, втулок, шпонок) может производиться вручную ударами молотка весом 0,25...1,25 кг.

При этом способе необходимо применять приспособления, позволяющие точно центрировать соединяемые детали.

Крупные детали запрессовывают с помощью пневматических, гидравлических, винтовых или реечных прессов. Тип пресса определяется, исходя из необходимого для сборки усилия запрессовки, а также габаритных размеров соединяемых деталей. Небольшие усилия запрессовки (до 15 кН) могут быть обеспечены пневматическими прессами, а для больших усилий (до 800 кН) применяют гидравлические и механические прессы. При запрессовке деталей под прессом для обеспечения плотной посадки детали на место процесс следует сначала вести медленно, при небольших усилиях, а в конце резко увеличить давление па запрессовываемую деталь.

При запрессовке деталей типа втулок, заглушек, пробок, колец, зубчатых венцов и других используют прессы - ручные, гидравлические и пневматические. На рис.1,а представлена схема ручного эксцентрикового пресса. Пресс работает следующим образом. Рычаг 7, в который должна быть запрессована втулка 1, устанавливается на столе пресса, а втулка надевается на конец ползуна 3.

При запрессовке небольших деталей в тяжелые, крупные корпуса в труднодоступных местах наибольшее распространение получили винтовые приспособления типа струбцин или домкратов.

Прессовая посадка вала или втулки в крупногабаритные детали может осуществляться путем опускания краном груза. При этом вес груза на 20...25 % может превышать усилие запрессовки на прессе.

Кроме прессов ручного действия с эксцентриковым или реечным приводом для запрессовки применяются гидравлические прессы или домкраты. Одна из конструкций такого пресса показана на рис.3. К детали 1, в которую должна быть

запрессована втулка 2, при помощи стяжных болтов 7 прижимается через упорную плиту 3 плунжер пресса 4.

Рис 1 - Устройств для запрессовки втулок: а - эксцентриковый пресс; б –струбцина

Рис. 2 – Устройств для запрессовки втулок.

Корпус пресса 5 упирается в одну из опорных планок 8. Давление жидкости от плунжерного насоса передается на плунжер через штуцер 6.

Удобство пользования как стационарными, так и переносными гидравлическими прессами состоит в том, что качество сборки, определяемое усилием запрессовки, легко контролируется величиной давления жидкости в цилиндре пресса.

Рис. 3 Гидравлический пресс

2.Соединения заформовкой и запрессовкой

Заформовка заключается в соединении металлических элементов (арматуры) со стеклом, пластмассами, резиной, легкоплавкими цинковыми, алюминиевыми и магниевыми сплавами путем погружения этих элементов в формуемый материал, находящийся в вязкотекучем пластичном или жидком состоянии. После застывания формуемого материала образуется неразъемное соединение.

Таким способом получают различные рукоятки (рис. 6), крышки, клеммовые держатели, детали для электроизмерительных, оптико-механических и электронных приборов. Заформовка является единственным способом получения газонепроницаемого соединения металлических электродов со стеклянными баллонами электровакуумных устройств.

Соединения заформовкой имеют следующие достоинства: не требуются высокие точность и чистота обработки погружаемых частей арматуры; можно получить необходимые, часто не совместимые местные свойства элементов узла – электро- и теплопроводность арматуры при сохранении изоляционных свойств узла; уменьшаются масса изделий и расход металла, стоимость.

Рис. 4 Виды заформовок

При заформовке практически отсутствует сцепление арматуры с формуемым материалом. Прочность и плотность соединений обеспечивают выбором соответствующих форм погружаемой арматуры в виде кольцевых проточек, впадин, уступов, уширений, загибов (см. рис. 4), увеличивающих поверхности контакта и препятствующих ее выдергиванию.

Соединения запрессовкойполучают путем создания гарантированного натяга между охватываемой и охватывающей поверхностями при сборке. После сборки вследствие упругих и пластических деформаций на поверхности контакта возникает удельное давление и соответствующие ему силы трения, препятствующие взаимному смещению деталей.

Сборка при соединении запрессовкой может осуществляться одним из трех способов: прессование без нагрева, с нагревом втулки или с охлаждением вала. Наиболее распространены соединения запрессовкой по цилиндрическим поверхностям. Они применяются для соединения зубчатых колес на валиках, при соединении зубчатого венца червячного колеса со ступицей. Для облегчения сборки на деталях выполняют направляющие фаски. Сборка с нагревом втулки может вызвать изменение структуры, коробление детали. Предпочтительнее сборка с охлаждением вала. Для охлаждения используют жидкий азот (–196 °С), сухой лед (–72 °С).

При малых размерах соединяемых деталей часто используют запрессовку на валик с накаткой, что значительно уменьшает стоимость соединения за счет снижения точности изготовления соединяемых поверхностей. На валу накатывают треугольные выступы (шлицы), при этом часть материала вала выдавливается инструментом и первоначальный диаметр вала увеличивается. Прочность соединения зависит от глубины вдавливания накатанных зубцов в цилиндрическую поверхность сопряженной детали. В процессе запрессовки материал втулки деформируется и заполняет впадины вала. Соединение с накаткой применяют для сборки стальных или латунных валиков с алюминиевыми или пластмассовыми деталями. Этот вид соединения хуже прессовых центрирует детали, но при этом не требуются высокие точность и чистота обработки поверхностей, упрощается сборка.

Чем больше натяг и параметры шероховатости поверхности, тем выше надежность соединения. К соединениям с гарантированным натягом относятся соединения с применением посадок H7/u7; H7/r6; Н7/p6 и др. Выбор необходимой посадки осуществляют из условий прочности по величине удельного давления.

Достоинствами соединений запрессовкой являются: отсутствие дополнительных креплений, простота конструкции, хорошая центровка сопрягаемых деталей, возможность передачи значительных осевых усилий и крутящих моментов. К недостаткам соединений относятся: высокие точность и стоимость изготовления соединяемых деталей, сложность сборки, влияние величины натяга, коэффициента трения и рабочих температур на прочность соединения.

3. Соединения с натягом и его тенденции

Соединение деталей машин с натягом - разностью посадочных размеров - осуществляют за счет их пред­варительной деформации. С помощью натяга соединяют обычно детали с цилиндри­ческими и реже коническими поверхностями контакта.

Соединение деталей с натягом представляет собой сопря­жение, в котором передача нагрузки от одной детали к другой осуществляется за счет сил трения на поверх­ностях контакта, образующихся благодаря силам упругости. Вследствие этого соеди­нение имеет нежесткую фиксацию деталей в осевом и окружном направлениях.

Рисунок 5 – Соединения с натягом венца червячного колеса с центром (а) и шарикоподшипника с валом (б)

Соединения используют сравнительно часто для посадки на валы и оси зуб­чатых колес, шкивов, звездочек и др.

Два способа соединения:

1) При сборке механическим способомохватывае­мую деталь с помощью пресса устанавливают в охватывающую деталь или наоборот. Этот способ ис­пользуется при сравнительно небольших натягах.

2) Тепловой способ соединенияприменяет­ся при больших натягах и производится путем нагрева охватывающей детали до температуры 300 °С в масляной ванне или охлаждения в жидком азоте охватываемой детали. Вы­бор способа зависит от соотношения масс и конфигурации деталей.

В настоящее время получают распрост­ранение так называемые термомеханичес­кие соединенияэлементами с памятью формы. Это свойство присуще сплавам, испытывающим обратимое мартенситное превращение, и характеризуется как спо­собность материала, деформированного в мартенситном состоянии, полностью или частично восстанавливать свою форму в процессе последующего нагрева.

Для конструкционных элементов с па­мятью формы используют никель титановый сплав с температурами мартенсит­ного превращения -80 - 150 °С и вос­становления формы -140 - 60 °С. Сплав практически полностью восстанавливает заданную деформацию и развивает на­пряжение в условиях противодействия процессу формовосстановления до 200­-400 МПа.

Для предупреждения быстрого нагрева деталь устанавливают монтажными кле­щами, губки которых либо изготовляют из материала с большей теплоемкостью, на­пример, меди, либо имеют хлопчатобумаж­ный вкладыш, впитывающий жидкий азот. Допускается сборка такими клещами в течение 2-3 мин.

Нагрев детали теплотой окружающей среды приводит к восстановлению ее прежних размеров и образованию натяга.

Достоинства соединенийс натягом оче­видны: они сравнительно дешевы и просты в выполнении, обеспечивают хорошее цент­рирование сопрягаемых деталей и могут воспринимать значительные статические и динамические нагрузки. Области примене­ния таких соединений непрерывно расши­ряются.

Недостатки соединений: высокая трудо­емкость сборки при больших натягах; сложность разборки и возможность по­вреждения посадочных поверхностей при этом; высокая концентрация напряжений; склонность к контактной коррозии из-за неизбежных осевых микросмешений точек деталей вблизи краев соединения и, как следствие, пониженная прочность соедине­ний при переменных нагрузках; отсутст­вие жесткой фиксации деталей.

4. Расчет соединений и подбор посадки.

Ос­новная задача расчета состоит в опреде­лении потребного натяга и соответствую­щей ему посадки по ГОСТ 25347-82 для передачи заданной сдвигающей на­грузки от вращающего момента или осе­вой силы.

Возможны случаи, когда посадка не мо­жет быть реализована в конструкции по условиям прочности (обычно охватываю­щей детали).

Поэтому при проектировании соедине­ний должны быть обеспечены как требо­вания взаимной неподвижности деталей соединения, так и усло­вия прочности деталей.

Условие неподвижности деталей соеди­нения. Выражает собой математически уравнение равновесия: при передаче внеш­ней нагрузки соединяемые детали должны быть взаимно неподвижны.

Рисунок 6 – Расчётная схема соединения с натягом

Рассмотрим соединение с натягом дета­лей 1 (в соответствии с рисунком 23) и 2 при действии сдвигаю­щей силы, например, осевой F а. Взаимное смещение деталей в соединении ограниче­но деформациями за счет сил сцепления, которые возникают благодаря контактным напряжениям q от натяга.

Если принять, что отнесенная к площади контакта сила трения τ пропорциональна контактному напряжению q между сопря­женными деталями, то

где f - коэффициент трения.

Условие взаимной неподвижности дета­лей соединения при действии сдвигаю­щей нагрузки примет вид

где d и l - диаметр и длина посадочной поверхности.

Введем в рассмотрение номинальные контактные напряжения

; тогда

Из неравенства следует, что нагрузочная способность соединения определя­ется номинальными контактными напряжениями и состоянием контактирующих поверхностей. Напряжения зависят от натяга в соединении и условий работы.

Детали соединения будут взаимно не­подвижными, если средние контактные на­пряжения

где k - коэффициент запаса сцепления, учитывающий возможное рассеяние значе­ний коэффициентов трения, погрешности в форме контактирующих поверхностей и изгиб деталей, ослаб­ляющие их сцепление.

Для соединений, подверженных изгибу, например, соединений валов и зубчатых колес редукторов, принимают значение k= 3,0?4,5,понижая таким образом склонность соединений к фреттинг-корро­зии. В остальных случаях k= I,5?2,0.Значение коэффициента сцепления в формуле следует принимать минимальным из или устанавливать экспериментально.

Нагрузочная способность соединения может быть увеличена также за счет повы­шения коэффициента трениямежду деталями. Эффективным оказы­вается осаждение на поверхности вала тон­кого слоя из частиц карбида бора В 4 С или карбида кремния SiC. Такой слой повышает коэф­фициент трения в соединении с натягом до 0,7 благодаря эффекту микрозацепле­ния и, как следствие, в несколько раз увеличи­вает нагрузочную способность соединения при неизменном натяге.

Рисунок 7 – Внешние силы действующие на соединение

Сдвигающая силаможет быть осевой, т. е.

или окружной (тангенциальной), т. е.

При совместном действии осевой силы и вращающего момента принимают

Уравнение выражает связь внеш­них и внутренних силовых факторов. Для решения задачи следует выразить контакт­ные напряжения через смещения точек деталей.

Условие совместности пере­мещений сопряженных деталей. Предположим, что охватывающая деталь 2 запрессована на охватываемую деталь 1. Тогда в резуль­тате деформации точки поверхностей де­талей 1 и 2 получат радиальные перемещенияu 1 и u 2 , а радиальный натяг δ будет скомпенсирован этими перемеще­ниями, т. е.

где Δ = d В - d А - диаметральный натяг деталей.

Уравнение отражает геометричес­кую сторону задачи. Для ее решения необходимо выразить смещения в уравне­нии через контактные напряжения.

Связь смещений и контакт­ных напряжений в соединении. Контактные напряжения q в общем случае распределены по длине соединения существенно неравномерно, так как равномерной деформации препятствуют выступающие части деталей. Связь смещений и контактных давлений имеет вид

- функция влияния, показы­вающая перемещение точек контакта в сечении z = с от единичной радиальной силы, приложенной в сечении z= ζ; i= 1; 2 - номер детали.

Значения функции λ можно получить расчетом.

В предварительном расчете полагают, что контактные напряжения одинаковы во всех точках поверхностей контакта. Это экви­валентно допущению о сопряжении двух цилиндров одинако­вой длины.

Рисунок 8 – Расчётная схема соединения с натягом

Задача о сопряжении с натягом двух толстостенных цилиндров бесконечной длины рассмотрена в сопротивлении ма­териалов. Установлено, что радиальные перемещения точек кон­такта

;

где λ 1 и λ 2 - коэффициенты радиальной податливости деталей 1 и 2; q н - номинальное контактное напряже­ние.

Смещение u 1 считают отрицательным, так как оно происходит в направлении, противоположном направлению оси r.

Соотношения отражают физичес­кую сторону задачи. Коэффициенты ра­диальной податливости зависят от ра­диальных размеров и материалов деталей:

где d - посадочный диаметр; Е 1 , ν 1 и Е 2 , ν 2 - модуль упругости и коэффициент Пуассона соответственно для охватывае­мой и охватывающей деталей; d 1 - диа­метр отверстия в охватываемой детали; d 2 - наружный диаметр охватывающей детали.

Учитывая равенство, несложно получить:

Отметим, что натяг Δ в равенстве является расчетными соответствует разности посадочных диаметров деталей с идеально гладкими поверхностями.

Расчет требуемого натяга. Расчетное значение натяга, обеспечиваю­щее передачу соединением внешней сдви­гающей нагрузки, несложно найти, из соотношений:

Расчетный натяг Δ принимают в ка­честве минимального требуемого натяга Δ * (т. e. Δ=Δ *) при тепловом способе сборки.

Где u R – поправка на обмятие шероховатостей, мкм; u R =5,5(Ra 1 +Ra 2)=1,2(Rz 1 +Rz 2); Ra 1 и Ra 2 , Rz 1 и Rz 2 - параметры шероховатостей деталей.

Если соединение работает при повы­шенной температуре, то ослабление натяга за счет нагреваучитывают поправкой на температурную деформа­цию:

где α 1 и t 1 соответственно коэффициент линейного расширения и рабочая темпера­тура охватываемой детали; α 2 и t 2 - то же, охватывающей детали.

В соединениях быстровращающихся де­талей также происходит «потеря» натяга

где ρ - плотность материала; ν - коэф­фициент Пуассона материала детали; ω - угловая скорость.

При угловой скорости

натяг в соединении исчезнет (q н =0).

С учетом этих замечаний минимальный требуемый натяг: при тепловом способе сборки

при механическом способе сборки

Значение минимального требуемого на­тяга, определяемого условиями нагружения и сборки, используется для подбора минимального натяга посадки (табличного натяга) N min:

Тип посадки по ГОСТ 25347-82 задает­ся минимальным N min и максимальным N mах табличными натягами. Для его назна­чения необходимо установить также наи­большее допустимое значение натяга, определяемое условиями прочности.

Расчет макcимального натя­га. Натяг вызывает в соединяемых де­талях радиальные σ r и окружные σ θ на­пряжения (в соответствии с рисунком 8).

Напряжения в охватываемой детали (вале)

Напряжения в охватывающей детали (ступице)

где d * - диаметр сечения, в котором вы­числяют напряжения.

	ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОСАДОК
H7/h6 и H8/h7 посадки с зазором (скользящая посадка)	Неподвижные соединения, часто подвергаемые разборке и регулированию, допускающие проворачивание или перемещение деталей (зубчатые колеса, втулки, фрезы и др.)
посадка с зазором (скользящая посадка)	Детали на валу, передающие крутящие моменты через штифты и щпонки, для неподвижных осей и пальцев, легко передвигающиеся детали при настройке.
посадка с зазором	Для грубо центрированных неподвижных соединений (крышки фланцев, корпусов арматуры, соединений для сварки, для крышек сальников в корпусах и др.
посадка с зазором (посадка движения)	Точные соединения, обеспечивающие герметичность при взаимном перемещении деталей, плавность и точ­ность перемещений; для подшипников скольжения особо точных механизмов при малых нагрузках и при пост. t o (шпиндели, делительные головки, сменные втулки в кондуктрах, передвижные шестерни в коробках передач, плунжерные и гидравлические пары
h7/f7 и F8/h6 посадки с зазором (ходовые посадки)	Опоры вращающихся валов (частота до 150 рад/сек) при постоянной нагрузке и направлении, для опор с поступательным перемещением; разборные неподвиж­ные соединения при невысокой точности центриро­вания деталей (зубчатые колеса, муфты, подшипники скольжения легких и средних машин, редукторов и др.
H7/e8, H8/e8 и E9/h8 посадки с зазором (легкоходовые посадки)	Большие зазоры, обеспечивающие свободное вращение при больших нагрузках и угловых скоростях (свыше 150 рад/сек), при наличии нескольких опор (станки двигатели)
H8/d9 и H9/d9 посадки с зазором (широкоходовые посадки)	Большие гарантированные зазоры, компенсирующие отклонение сопрягаемых поверхностей и большие температурные деформации, обеспечивают свободное перемещение деталей и легкое регулирование
	Для подвижных соединений низкой точности и для неподвижных грубо центрированных соединений
Посадки с натягом
H7/p6 и P7/h6	Минимальный гарантированный натяг, малые осевые усилия и небольшие крутящие моменты (с дополнительным креплением деталей, например, шпонки, винты, штифты); для соединений цветных цветных металлов и легких сплавов.
H7/s6 и H7/r6 (прессовые посадки)	Средние нагрузки без дополнительного крепления деталей (зубчатые колеса, втулки в головке шатуна компрессора и др.)
Переходные п осадки
H7/n6 и N7/h6 (глухая посадка)	В соединении обеспечиваются только натяги (вероятность зазоров чрезвычайно мала). Посадки используются при центрировании непод­виж­ных деталей, воспринимающих вибрации и удары. Надежность посадки гарантируется дополнительными элементами крепления (шпонки, штифты, винты и т.п.) Разбору соединения производят редко. Пример соединений: зубчатые колеса, муфты на валах, кондукторные втулки и др.).
H7/k6 b K7/h6 (напряженная посадка)	В соединении средний зазор близкий к нулю. Вероятность зазоров и натягов равновероятна. Вследствие погрешностей форма на длине соединения 3d зазоры не ощущаются. Применяются для точного центрирования, например, неподвижные зубчатые колеса станков, шкивы, маховики, рычаги, съемные муфты на валах и др.
H7/J s 6 и J s 7/h6 (плотная посадка)	Обеспечиваются зазоры (вероятность натягов мала). Из-за погрешностей формы для посадки требуется приложение усилий. Посадку назначают для легко разбираемых, неподвижных, центрирующих соединений, например, маховички на валах, стканы подшипников в корпусах.

Программа

И вала и их обозначения на чертежах. Примеры выбора посадок . 2 2 Практические занятия 4 № 1. Нахождение величин... : 2 Основные сведения о системе допусков и посадок (ОСТ). Примеры применения посадок ЕСДП и системы ОСТ. 2 2 Самостоятельная работа...

Методические указания и задания для выполнения контрольной работы для студентов, обучающихся по заочной форме специальности 151031

Методические указания

Основные рекомендации по выбору посадок : условия применения посадок системы отверстия и системы... --1, 10-2, 10-6? Приведите примеры их применения . Тема 1.6 Допуски и посадки... чем она вызвана? Приведите примеры посадок наружных колец подшипника в корпус...

Методические рекомендации и контрольные задания для учащихся заочной формы обучения для специальности 2 36 07 01 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов» (1)

Методические рекомендации

Укажите систему и характер посадки, приведите пример применения данной посадки. Таблица 2 Размеры в мм... . 4. Обоснуйте выбор посадок по аналогии. Объясните область применения характерных посадок . 5. Раскройте сущность понятий...

В соединении двух деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую (внешнюю) и охватываемую (внутреннюю) поверх­ности соединения. Если охватывающая и охватываемая поверхности соединения являются цилиндрическими поверхностями, то соедине­ние называется гладким цилиндрическим . Если ох­ватывающая и охватываемая поверхности образованы двумя параллель­ными плоскостями каждая, то соединение называется плоским с параллельными плоскостями .

У цилиндрических соединений охватывающая поверхность назы­вается отверстием , а охватываемая - валом . Названия «отверстие» и «вал» условно применимы также и к другим охватываю­щим и охватываемым поверхностям.

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 их вза­имному смещению.

В зависимости от взаимного расположения полей допусков от­верстия и вала посадки подразделяются на три группы:

• с зазором (подвижные), при которых обеспечивается зазор в сое­динении (поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала - рис. 100, а);
• с натягом (неподвижные), при которых обеспечивается натяг в сое­динении (поле допуска вала расположено над полем допуска отверс­тия - рис. 100, б);
• переходные, при которых соединения могут осуществляться как с зазором, так и с натягом (поля допусков отверстия и вала перекрыва­ются - рис. 100, в).

Кроме допусков размера вала и отверстия, существует также до­пуск посадки.

Допуском посадки называется разность между наиболь­шим и наименьшим зазорами (в посадках с зазором) или наибольшим и наименьшим натягами (в посадках с натягом).

В переходных посадках допуск посадки равен алгебраической раз­ности между наибольшим и наименьшим натягами или сумме наиболь­шего натяга и наибольшего зазора.

Каждая посадка имеет свое наименование и условное обозначение (табл. 3).

Неподвижные посадки

Неподвижные посадки характеризуются наличием гарантированного натяга, т. е. при этих посадках наименьший натяг больше нуля. Следовательно, для получения неподвижной посадки необходимо, чтобы диаметр сопрягаемого вала был больше диаметра сопрягаемого отверстия.

Прессовые Пр3, Пр2, Пр1 посадки по стандартным натягам введены как ориентировочные. Поэтому при выборе прессо­вой посадки определяют допускаемые значения наибольшего и наимень­шего натягов. Если натяг окажется больше допускаемого, то деталь может разрушиться, а при очень малом натяге сила трения может ока­заться недостаточной и при работе произойдет смещение деталей отно­сительно друг друга.

Прессовые соединения, как правило, являются неразъемными, так как распрессовка и запрессовка вновь ведут к нарушению посадки.

Горячая посадка (Гр) применяется в соединениях, ко­торые никогда не должны разбираться, например бандажи железно­дорожных колес, стяжные кольца и др. Для получения такой посад­ки деталь с отверстием нагревается до температуры 400-500° С, после чего производится насадка на вал.

Прессовая посадка (Пр) применяется для прочного со­единения деталей. Эта посадка осуществляется под значительным усилием гидравлического или механического пресса или специального приспособления. Примером такой посадки может служить посадка втулок, зубчатых колес, шкивов и пр.

Легкопрессовая посадка (Пл) применяется в тех случаях, когда требуется возможно более прочное соединение, и в то же время недопустима сильная запрессовка из-за ненадежности мате­риала или из-за опасения деформировать детали. Такая посадка осу­ществляется под легким давлением пресса.

Переходные посадки

Переходные посадки не гарантируют натяга или за­зора, т. е. одна пара деталей, соединенных по одной из переходных посадок, может иметь натяг, а другая пара, сопряженная с такой же посадкой, -зазор. Чтобы повысить степень неподвижности деталей, соединенных с переходными посадками, применяется дополнительное крепление винтами, штифтами и т. п. Чаще всего эти посадки применя­ются при необходимости обеспечить соосность, т. е. совпадение осе­вых линий двух деталей, например вала и втулки.

Глухая посадка (Г) применяется для соединения деталей, которые при всех условиях работы должны быть связаны прочно и могут быть собраны или разобраны при значительном давлении. При таком соединении детали дополнительно крепят шпонками, сто­порными винтами, например зубчатые колеса, которые вследствие из­носа нужно заменить, планшайбы на шпинделях токарных станков, неразрезные подшипниковые втулки, золотниковые и круглые втулки и пр. Осуществляется эта посадка сильными ударами молотка. Приме­няется относительно редко - при больших динамических нагрузках (сотрясение, удар, вибрации), при этом разборка узлов предусмотрена только при капитальном ремонте машин.

Тугая посадка (Т) применяется аналогично глухой по­садке, но при менее прочном материале деталей или более частой сборке узлов, а также при длине втулки более 1,5 диаметра или более тонких стенках втулки. Применяется для соединения валов и осей с кулачко­выми муфтами, маховичками, шкивами и рычагами; конических зубчатых колес и червячных передач, роторов электрических ма­шин.

Напряженная посадка (Н) применяется для соедине­ния таких деталей, которые при работе должны сохранять свое отно­сительное положение и могут быть собраны или разобраны без значи­тельных усилий с помощью ручного молотка или съемника. Чтобы соединенные с такой посадкой детали не проворачивались и не сдви­гались, их закрепляют шпонками или стопорными винтами. Эта по­садка, осуществляемая ударами молотка, применяется для соединения зубчатых колес; часто сменяющихся втулок подшипников, которые при разборке машин вынимаются; подшипников качения на валах, шкивах; сальниковых втулок, маховиков на кривошипных и иных валах, фланцах и т. п.

Плотная посадка (П) применяется для соединения таких деталей, которые собирают или разбирают вручную или при помощи деревянного молотка. С такой посадкой соединяются детали, требую­щие точной центровки: поршневые шпонки, эксцентрики на валах, руч­ных маховичках, шпинделях, сменных зубчатых колесах, установоч­ных кольцах и т. п.

Подвижные посадки

Подвижные посадки характеризуются наличием га­рантированного зазора, т. е. при этих посадках наименьший зазор больше нуля.

Скользящая посадка (С) применяется для соединения деталей, которые при наличии смазки могут перемещаться относи­тельно друг друга от руки, но имеют точное направление.

С такой посадкой соединяются направляющие и пиноли в стан­ках, поршневые штоки в цилиндрах, насосах, центрирующие поверх­ности фланцев и крышек. Но при дополнительном крепежном средстве, например шпонке, скользящая посадка превращается в неподвижную. Это осуществляется в случаях, когда требуется точное центрирование сопряженных деталей при частой сборке и разборке узлов в процессе эксплуатации машины (соединение валов со сменными колесами, со сцепными дисками или соединительными и фрикционными муфтами и др.).

Посадка движения (Д) является самой точной из под­вижных посадок; она имеет малый гарантированный зазор, что соз­дает хорошее центрирование деталей и отсутствие ударов при пере­мене нагрузки. При хорошей смазке посадки движения применяют для сопряжения шейки коленчатого вала с шатуном, шпинделей стан­ков, ползунов станков, передвижных, зубчатых колес и т. д.

Наружные кольца шариковых и роликовых подшипников могут устанавливаться в корпус также с посадкой движения.

Посадка ходовая (X) применяется при соединении дета­лей, которые работают в основном при умеренных и постоянных ско­ростях и при безударной нагрузке, например вращающиеся в подшип­никах валы (коленчатые, кулачковые) и др. Ходовая посадка широко распространена в тракторостроении и комбайностроении.

Легкоходовая посадка (Л) имеет относительно боль­шие зазоры и применяется для подвижных соединений при тех же условиях, что и ходовые, но при большей длине втулки или большем количестве опор, а также при скоростях свыше 1000 об/мин. Приме­няется для соединения цапф валов с втулками подшипников в центро­бежных насосах, приводах шлифовальных станков, турбогенерато­рах; валов холостых шкивов и свободно вращающихся колес.

Широкоходовая посадка (Ш) является самой свобод­ной и имеет самый большой зазор; применяется для соединения деталей, работающих с большими скоростями, при этом допускаются неточное центрирование деталей, перекосы и прогибы; при большой длине по­садки; в многопарных соединениях; для соединения деталей, размеры которых меняются под влиянием температуры или работающих в небла­гоприятных условиях, например загрязненность в сельскохозяйствен­ных, дорожных и других машинах.

Посадки тепловые ходовые (ТХ) применяются для соединения деталей, работающих при высокой температуре, на­пример в различных тепловых двигателях, когда рабочий зазор мо­жет существенно уменьшаться вследствие неодинакового теплового расширения деталей.

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

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.

Можно рассмотреть посадки, образованные сочетанием поля допуска отверстия TD и полей допусков валов Td 1 , Td 2 и Td 3 .

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.

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 Td 1 , Td 2 , Td 3 дает различные посадки. Так, сочетание H/Td 1 дает посадку с зазором (общее их количество 11), H/Td 3 – посадку с натягом (12) и H/Td 2 – 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 .

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).

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

Сочетание TD 1 /h дает посадку с зазором (их количество – 11), а TD 2 /h – переходную посадку (5), TD 3 /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 .