Характеристика и выбор переходных посадок

Обновлено: 05.10.2024

Переходные посадки предназначены для неподвижных соединений, которые служат для обеспечения хорошего центрирования сопрягаемых поверхностей и должны легко разбираться. Натяг в этих посадках небольшой и не может передавать значительные крутящие моменты, потому применяются дополнительные крепления: шпонки, штифты, винты и т. п. Иногда эти посадки применяются без дополнительных креплений, если сдвигающие силы относительно малы, а длина соединения значительна, т. е. когда относительная неподвижность деталей в соединении не является обязательным условием качественной работы узла. Зазоры, образующиеся в переходных посадках, тоже небольшие, что предотвращает значительное смещение (эксцентриситет) соединяемых деталей.

В переходных посадках, как уже отмечалось ранее, можно подсчитать только вероятность натяга, а не его конкретные значения. Чем больше будет вероятность получения натяга, тем более прочным будет соединение. Посадки такого типа назначаются для более точного центрирования деталей, при ударных и вибрационных нагрузках, при необходимости обеспечить взаимную подвижность соединяемых деталей без дополнительного крепления.

Посадки H/j_s, J_s/h характеризуются большей вероятностью получения зазоров, поэтому применяются в таких соединениях, где требуются частые их сборка и разборка. Примеры применения: гильзы в корпусе шпиндельной головки расточных станков, зубчатые колеса шлифовальных станков, шкивы и ручные маховики на концах валов, стаканы подшипников качения в корпусах, подшипниковые щиты в корпусах электрических машин и т. п.

Посадки H/k, K/h - наиболее применяемый тип переходных посадок. Примеры применения: зубчатые колеса на валах редукторов, станков, шкивы, маховики, рычаги, неразъемные эксцентрики на валах, втулки в головках шатуна двигателей внутреннего сгорания, поршневые пальцы с бобышками поршней и т. п.

Посадки H/m, M/h обеспечивают преимущественно небольшой натяг. Вероятность появления зазоров имеется, но за счет погрешностей формы деталей появление зазора практически исключено. Примеры применения: зубчатые колеса на валах редукторов, полумуфты и другие детали на концах валов электродвигателей, штифты в отверстиях, кулачки на распределительных валах, втулки в корпусах из легких сплавов и т. п.

Посадки H/n, N/h – наиболее прочные из переходных посадок. Применяются в тех соединениях, где разборка производится редко, обычно при капитальном ремонте. Примеры применения: тяжелогруженые зубчатые колеса и муфты на валах редукторов, червячные колеса на валах, венцы червячных колес на чугунных центрах, съемные полумуфты на концах валов больших электромашин, вентиляторы на валах, втулки подшипников скольжения в корпусах, втулки толкателей в блоке цилиндров двигателей внутреннего сгорания и т. п.

Выбор переходных посадок

Выбор переходных посадок чаще всего производится по аналогии с известными и хорошо работающими соединениями. Расчеты носят проверочный характер и могут включать в себя расчет вероятности получения зазоров и натягов в соединении, расчет наибольшего зазора по допустимому эксцентриситету соединяемых деталей, расчет прочности тонкостенных деталей и наибольших усилий сборки. В данной задаче производится расчет вероятности получения натягов.

При расчете вероятности натягов обычно используется нормальный закон распределения размеров деталей при изготовлении. Распределение зазоров и натягов в этом случае тоже будет подчиняться этому закону, а вероятности их получения определяются с помощью интегральной функции вероятности Ф(z) (прил. 5). Расчет производится в следующем порядке.

1. Для заданной переходной посадки строятся поля допусков и по формулам (2.3) и (2.4) подсчитываются зазоры (натяги).

2. Определяется среднее квадратичное отклонение:

3. Определяется предел интегрирования z и по прил. 5 выбирается значение функции Ф(z):

4. Рассчитывается вероятность натягов (или процент натягов) и вероятность зазоров (или процент зазоров):

, если z 0, подсчитываются вероятность и процент появления натяга:

Ф(z) = 0,4049 при z = 1,311;

Анализируемая посадка будет давать натяг примерно в 90 % соединений.

Исходные данные к задаче 3

Последняя цифра шифра	Специальность
ЛТ	В	ТМ
Æ71Н8/n7	Æ48Н8/k7	Æ50Н8/m7
Æ80Н8/j_s7	Æ80Н7/m6	Æ40Н8/n7
Æ80Н8/m7	Æ63Н8/j_s6	Æ42Н8/j_s7
Æ100Н7/m6	Æ56Н7/k6	Æ63Н7/ j_s7
Æ56Н7/n6	Æ56Н7/m6	Æ45Н7/k6
Æ63Н8/k7	Æ80Н7/n6	Æ56Н7/m6
Æ63Н6/m7	Æ45Н8/n7	Æ45Н7/n6
Æ71Н6/k8	Æ71Н8/m7	Æ36Н8/n8
Æ80Н6/n8	Æ50Н8/k7	Æ80Н8/m7
Æ40Н7/j_s6	Æ40Н8/j_s7	Æ80Н8/k7

1. А р и с т о в А. И. Метрология, стандартизация и сертификация / А. И. А р и с т о в. М.: Академия, 2008. 384 с.

2. А н у х и н В. И. Допуски и посадки / В. И. А н у х и н. СПб: Питер, 2004. 207 с.

3. Д и м о в Ю. В. Метрология, стандартизация и сертификация / Ю. В. Д и м о в. СПб: Питер, 2004. 432 с.

6. ГОСТ 25346-89. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений. М.: Изд-во стандартов, 1990. 29 с.

7. ГОСТ 25347-89. Поля допусков и рекомендуемые посадки. М.: Изд-во стандартов, 1990. 51с.

Переходные посадки предлагаются только в 4-8 классах. Точность этих посадочных валов должна быть на один градус выше, чем точность отверстия. В переходной посадке максимальный размер помех всегда является комбинацией максимального предельного размера вала и минимального предельного размера отверстия, а максимальный размер отверстия и минимальный предельный размер вала являются комбинацией максимального зазора. Выбор переходной посадки зависит от требуемой точности центрирования, а также от простоты сборки и разборки соединения.

Эти рекомендации носят ориентировочный характер и могут корректироваться в зависимости от условий производства. Людмила Фирмаль

Точность центровки определяется радиальным отклонением втулки вала (или вала внутри втулки). Это происходит, когда в отверстии происходит зазор вала и одностороннее смещение. Ошибки в форме и положении сопрягаемых деталей, неровности и износ деталей во время повторной сборки и разборки приводят к увеличению радиального биения, поэтому эти ошибки исправляются, а пределы точности исправляются. Максимально допустимый зазор для соединения должен определяться по формуле Zshah = P, Kt. (9.15) где запас точности равен KT = 22.

Легкость, с которой соединения могут быть собраны и разобраны с использованием переходных фитингов, и характер этих посадочных площадок определяются возможностью зазора и помех. Рассмотрим методологию определения количества стыков, которые могут иметь помехи и клиренс на этих посадках. Приведено соединение 060Н7 т6 (рис. 9.9). Помехи колеблются от 0 до ZOкмкм, а зазор составляет от 0 до 19 микрон. Допуск на посадку равен сумме допусков на вал и отверстие, .U. 06ON7 t6 ° M не вероятность -23,5 -55 -Zs +30. ^ ро ^ и интерференция 49 мкм. Размеры отверстия (вала) и рассеяния зазора (интерференции) следуют закону нормального распределения, а допуск компонента считается равным полю рассеяния, т. Е. T = 6a.

Учитывая принятые условия, aotv = 30 6 = 5 мкм; Avala = 19 6 = 3,17 мкм. Стандартное отклонение aaos = 4d. + . , (9.16) То есть в этом примере apoo = y5a4 3,172 = 5,92 i 6 мкм. При среднем отверстии и размере вала достигается интерференционная посадка 5,5 микрон. Заштрихованная область 9,9 на рисунке характеризует вероятность получения мешающих соединений. Вычисляет вероятность того, что значение помехи находится в диапазоне от 0 до 5,5 мкм. Другими словами, найдите область, окруженную кривой и линией ординат на расстоянии 5,5 мкм от линии симметрии. В рассматриваемом примере x = 5,5 мкм, g = x apos = = 5,5 6 0,91.

Использование таблицы значений интеграции функций (a) (см. Приложение), (r) = 0,3186 Найти вероятность получения помех в соединении: 0,5 4-0,3186 = 0,8186 или 81,86% Вероятность разрыва (свободное пространство под кривой распределения): 1-0,8186 = 0,1814, т. Е. 18,14%. Если 5,5-Za = 23,5 мкм, а зазор 5,5 4 Za = 4 12,5 мкм является фактическим пределом, этот расчет сгруппирован по центру поля допуска из-за систематических ошибок. Приблизительно потому, что центр не учитывает возможность смещения из-за высоких требований к точности центрирования и больших (особенно ударных) нагрузок и вибраций, посадка определяется высокой средней помехой, то есть N A, N W.

Погрешность этих анализов может быть в несколько раз выше, чем разница в количестве отдельных компонентов, и, согласно установленной формуле, она должна отличаться от металлов разных марок, химических материалов и т. д. Людмила Фирмаль

Часто бывает необходимо разобрать сборку и другие детали соединения (особенно прокатку) Если более сложные и опасные в том смысле, что повреждение подшипников), вам необходимо ослабить затяжку соединения .. Посадка н д характеризуется наибольшим средним уровнем помех от всех переходных посадок. Они указаны для составов, которые передают большие силы при наличии ударов и вибраций, а также для тонкостенных втулок, которые не позволяют использовать крепежные элементы. Состав собирается с помощью пресса. Эти насаждения предназначены в первую очередь для соединений, которые разлагаются только во время ремонта продукта.

Посадка N t характеризуется более низким средним уровнем помех, чем N p, но для отключения от этих посадок требуются значительные усилия. Поэтому, когда разборка и сборка соединений редки, это указывается для высоких статических и малых динамических нагрузок. Посадка N C характеризуется средним зазором, близким к нулю, что обеспечивает хорошее центрирование. Они назначены. Например, для шарнирных соединений используются для установки шкивов, зубчатых колес и сцеплений на валах.

Посадка N 8 дает в основном совместный клиренс. Используется для соединений, которые часто разбираются и когда сборка затруднена. Иногда эти посадки используются вместо посадок N N для повышения точности центрирования. Кроме того, если точность изготовления снижается, должна быть получена та же точность центрирования (например, H7 a6 вместо H6 H5).

Образовательный сайт для студентов и школьников

Поля допусков и соответствующие им предельные отклонения установлены различными в трех диапазонах номинальных размеров: от 1 до 500 мм и свыше 500 до 3150 мм — по ГОСТ 25347, свыше 3150 до 10 000 мм — по ГОСТ 25348, предельные отклонения для номинальных размеров до 1 мм — по ГОСТ 25347

ГОСТ 25346 устанавливает 20 квалитетов: 01, 0, 1, 2 … 18. (Квалитеты от 01 до 5 предназначены преимущественно для калибров)

ЕСДП рекомендует применять преимущественно посадки в системе отверстия (основное отверстие обозначается буквой Н) и в системе вала (основной вал обозначается буквой h)

Назначение посадок

Посадки выбирают в зависимости от назначения и условий работы оборудования и механизмов, их точности, условий сборки. При этом необходимо учитывать и возможность достижения точности при различных методах обработки изделия

В первую очередь должны применяться предпочтительные посадки. В основном применяют посадки в системе отверстия (сокращается номенклатура размерного режущего и калибровочного инструмента для отверстий). Посадки системы вала целесообразны при использовании некоторых стандартных деталей (например, подшипников качения) и в случаях применения вала постоянного диаметра по всей длине для установки на него нескольких деталей с различными посадками

Допуски отверстия и вала в посадке не должны отличаться более чем на 1 — 2 квалитета. Больший допуск, как правило, назначают для отверстия

Зазоры и натяги следует рассчитывать для большинства типов соединений, в особенности для посадок с натягом, подшипников жидкостного трения. Во многих случаях посадки могут назначаться по аналогии с ранее спроектированными изделиями, сходными по условиям работы

Краткая характеристика и примеры применения посадок, относящиеся главным образом к предпочтительным посадкам в системе отверстия при размерах 1 — 500 мм

Посадки с зазором

Сочетание отверстия Н с валом h (скользящие посадки) применяют главным образом в неподвижных соединениях при необходимости частой разборки (сменные детали), если требуется легко передвигать или поворачивать детали одну относительно другой при настройке или регулировании, для центрирования неподвижно скрепляемых деталей

Посадку H7/h6 применяют:
для сменных зубчатых колес в станках;
в соединениях с короткими рабочими ходами, например для хвостовиков пружинных клапанов в направляющих втулках (применима также посадка H7/g6);
для соединения деталей, которые должны легко передвигаться при затяжке;
для точного направления при возвратно-поступательных перемещениях (поршневой шток в направляющих втулках насосов высокого давления);
для центрирования корпусов под подшипники качения в оборудовании и различных машинах

Посадку H8/h7 используют для центрирующих поверхностей при пониженных требованиях к соосности

Посадки H8/h8, H9/h8, H9/h9 применяют для неподвижно закрепляемых деталей при невысоких требованиях к точности механизмов, небольших нагрузках и необходимости обеспечить легкую сборку (зубчатые колеса муфты, шкивы и другие детали, соединяющиеся с валом шпонкой; корпуса подшипников качения, центрирование фланцевых соединений), а также в подвижных соединениях при медленных или редких поступательных и вращательных перемещениях

Посадку H11/h11 используют для относительно грубо центрированных неподвижных соединений (центрирование фланцевых крышек, фиксация накладных кондукторов), для неответственных шарниров

Посадка H7/g6 характеризуется минимальной по сравнению с остальными величиной гарантированного зазора. Применяют в подвижных соединениях для обеспечения герметичности (например, золотник во втулке пневматической сверлильной машины), точного направления или при коротких ходах (клапаны в клапанной коробке). В особо точных механизмах применяют посадки H6/g5 и H5/g4

Посадку H7/f7 применяют в подшипниках скольжения при умеренных и постоянных скоростях и нагрузках, в том числе в коробках скоростей, центробежных насосах; для вращающихся свободно на валах зубчатых колес, а также колес, включаемых муфтами; для направления толкателей в двигателях внутреннего сгорания. Более точную посадку этого типа — H6/f6 — используют для точных подшипников, распределителей гидравлических передач легковых автомобилей

Посадки Н7/е7, Н7/е8, Н8/е8 и Н8/е9 применяют в подшипниках при высокой частоте вращения (в электродвигателях, в механизме передач двигателя внутреннего сгорания), при разнесенных опорах или большой длине сопряжения, например, для блока зубчатых колес в станках

Посадки H8/d9, H9/d9 применяют, например, для поршней в цилиндрах паровых машин и компрессоров, в соединениях клапанных коробок с корпусом компрессора (для их демонтажа необходим большой зазор из-за образования нагара и значительной температуры). Более точные посадки этого типа H7/d8, H8/d8 — применяют для крупных подшипников при высокой частоте вращения

Посадка H11/d11 применяется для подвижных соединений, работающих в условиях пыли и грязи (узлы сельскохозяйственных машин, железнодорожных вагонов), в шарнирных соединениях тяг, рычагов, для центрирования крышек паровых цилиндров с уплотнением стыка кольцевыми прокладками

Переходные посадки

Предназначены для неподвижных соединений деталей, подвергающихся при ремонтах или по условиям эксплуатации сборке и разборке. Взаимная неподвижность деталей обеспечивается шпонками, штифтами, нажимными винтами. Менее тугие посадки назначают при необходимости в частых разборках соединения, при неудобствах разборки и возможности повреждения соседних деталей; более тугие — если требуется высокая точность центрирования, при ударных нагрузках и вибрациях

Посадка Н7/п6 (типа глухой) дает наиболее прочные соединения. Примеры применения:
для зубчатых колес, муфт, кривошипов и других деталей при больших нагрузках, ударах или вибрациях в соединениях, разбираемых обычно только при капитальном ремонте;
посадка установочных колец на валах малых и средних электромашин; в) посадка кондукторных втулок, установочных пальцев, штифтов

Посадка Н7/к6 (типа напряженной) в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Применяется чаще других переходных посадок: для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков (на шпонках), втулок подшипников

Посадка H7/js6 (типа плотной) имеет большие средние зазоры, чем предыдущая, и применяется взамен ее при необходимости облегчить сборку

Посадки с натягом

Выбор посадки производится из условия, чтобы при наименьшем натяге были обеспечены прочность соединения и передача, нагрузки, а при наибольшем натяге — прочность деталей

Посадку Н7/р6 применяют при сравнительно небольших нагрузках (например, посадка на вал уплотнительного кольца, фиксирующего положение внутреннего кольца подшипника у крановых и тяговых двигателей)

Посадки Н7/r6, H7/s6, H8/s7 используют в соединениях без крепежных деталей при небольших нагрузках (например, втулка в головке шатуна пневматического двигателя) и с крепежными деталями при больших нагрузках (посадка на шпонке зубчатых колес и муфт в прокатных станах, нефтебуровом оборудовании)

Посадки Н7/u7 и Н8/u8 применяют в соединениях без крепежных деталей при значительных нагрузках, в том числе знакопеременных (например, соединение пальца с эксцентриком в режущем аппарате уборочных сельскохозяйственных машин); с крепежными деталями при очень больших нагрузках (посадка крупных муфт в приводах прокатных станов), при небольших нагрузках, но малой длине сопряжения (седло клапана в головке блока цилиндров грузового автомобиля, втулка в рычаге очистки зерноуборочного комбайна)

Посадки с натягом высокой точности Н6/р5, H6/r5, H6/s5 применяют относительно редко и в соединениях, особо чувствительных к колебаниям натягов, например посадка двухступенчатой втулки на вал якоря тягового электродвигателя

Допуски несопрягаемых размеров

Симметричные поля допусков для отверстий могут быть обозначены буквами JS (например, JS3, JS9, JS14), а для валов — буквами js (например, js3, js9, js 14)

Переходные посадки применяются в неподвижных, разъемных соединениях с целью центрирования деталей. Неподвижность соединения обеспечивается дополнительным креплением деталей шпонками, штифтами, винтами и т.п.

Посадки характеризуются малыми величинами зазоров и натягов, что с одной стороны обеспечивает хорошее центрирование деталей (совпадение осей соединяемых поверхностей) и с другой – позволяет относительно легко (вручную или с помощью молотков, съемников) собирать или разбирать детали при эксплуатации (для осмотра, регулировки, смазки, замены и т.д.).

Переходные посадки есть только в точных квалитетах (4-7), т.е. не грубее 7 квалитета для валов, так как в более грубых квалитетах могли бы получаться большие величины зазоров и натягов, так что центрирование было бы невозможно и сборка деталей усложнена.

К переходным посадкам (рисунок 17) относят поля допусков с основными отклонениями m, n, k, js (N, M, K, JS).

Рисунок 17 – Переходные посадки

Для конструктора и технолога представляет интерес как величины наибольших зазора и натяга, так доля соединений (вероятность) на сборке, имеющих только зазоры или только натяги. Это так называемый процент зазора или натяга. Знание этих величин позволит с одной стороны конструктору выбирать для чаще разбираемых соединений посадки с большим процентом зазора и с другой – определить технологу трудоемкость сборки. Чем больше процент (вероятность) натяга, тем больше трудоемкость.

Погрешность центрирования соединяемых деталей зависит от величины максимального зазора S_max и частоты появления соединений с зазором при сборке. Величина максимального зазора определяется допустимым радиальным биением е втулки на валу, которое, в свою очередь, зависит от эксплуатационного назначения соединения. В зубчатых колесах, например, необходимо ограничивать биение зубчатого венца, в реверсивных механизмах – возможное смещение деталей в пределах зазора для уменьшения динамического воздействия и т.д. Максимальный зазор S_max принимают:

S_max  . (3.72)

Расчет вероятности (процента) зазоров и натягов в переходных посадках. При расчете обычно предполагают нормальный закон распределения размеров деталей при изготовлении. Распределение величин зазоров и натягов в этом случае также будет подчиняться нормальному закону.

Из графика распределения зазоров – натягов следует, что доля соединений с зазором (вероятность зазора) р_s равна отношению площади, отсекаемой прямой, проведенной у точки S = 0 к общей площади под кривой (равной 1, т.е. ):

Соответственно, вероятность (доля соединений) натягов p_N равна:

Очевидно, что р_s + p_N = 1 и. Полученные интегралы в явном виде не берутся, поэтому их вычисляют с помощью нормированной функции Ф(z). Ф(z) равна площади от линии, соответствующей точке S_i= S_cдо линии в точке S_i:

(3.73)

где z = - значение переменной z в точке S_i; S_c – средний зазор в посадке;

S_i – текущее значение зазора; для переходных посадок при определении р_s и p_N S_i = 0; _s – среднее квадратичное отклонение зазора, равное:

_s (или _N) = . (3.74)

Вероятность зазоров р_s равна:

р_{s =} 0,5 - Ф(z), если z  0;

р_s = 0,5 + Ф(z), если z  0 (т.к. Ф(-z)= - Ф(z)).

Аналогично рассчитывается p_N.

Приведенная методика используется также в теории размерных цепей, при селективной сборке, при планировании запасных деталей, для определения доли зазоров-натягов в заданных пределах, в теории надежности.

Подбор посадок для центрирования деталей производится в основном по аналогии с хорошо работающими узлами машин. Обычно посадки назначают тем менее тугие, чем чаще требуется разборка и сборка узла, менее удобна разборка, больше опасность повреждения деталей (например, подшипников качения).

Поля допусков переходных посадок в значительной мере перекрываются, что дает возможность использовать в отдельных производствах только часть посадок.

“Глухие” посадки (Н6/п5 – точная, Н7/п6 – нормальной точности и предпочтительная посадка, Н8/п7 – пониженная точность) характеризуются наибольшими натягами, при сборке используются прессы, съемники, тяжелые молоты и т.д. Применяют подобные посадки в соединениях, которые редко разбираются, и при передаче больших усилий, при ударах и вибрациях. Например, тяжелонагруженные зубчатые колеса на валах, кондукторные втулки, установочные штифты.

“Тугие” посадки (Н6/m5, H7/m6; H8/m7) характеризуются несколько меньшими натягами, обеспечивают хорошее центрирование, при большой длине соединения заменяют “глухие” посадки.

“Напряженные” посадки (Н6/к5, Н7/к6, Н8/к7) – применяются чаще других посадок, так как обеспечивают достаточно хорошее центрирование и относительно легкую сборку (с помощью слесарных молотков). Например, зубчатые колеса на валах, стаканы с подшипниками качения в корпусах, быстровращающиеся шкивы на валах.

“Плотные” посадки (Н6/js5; H7/js6, H8/js7) – обеспечивают удовлетворительное (при прочих равных условиях) центрирование, сборка деталей осуществляется от руки или с помощью деревянных молотков (киянок). Применяют эти посадки обычно для часто разбираемых соединений или там, где необходима легкая разборка, используют как замену посадок Н/к в длинных соединениях, а также если сборка-разборка затруднена из-за конструктивного устройства. Пример, быстросменные шестерни на валах, длинные стаканы с подшипниками качения.

Кроме того, поля допусков переходных посадок широко применяются для установки подшипников качения на валы и в корпуса.

Читайте также: