Назначение посадки расчетным методом
Обновлено: 05.10.2024
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)
Вступление : На предыдущих занятиях мы рассмотрели посадки ЕСДП, применяемые в машиностроительной отрасли нашего государства.
Это посадки : - с зазором;
Они определяют степень подвижности или неподвижности деталей, чем определяется работоспособность узлов машины и соответственно работоспособность самой машины.
Я вам уже говорил и еще раз напоминаю, что любая машина – это большой набор каких то сопряжений. В качестве примера рассмотрим конструкцию распространенной с. х. машины трактор Т-150К.
Как вы видели – любой узел трактора состоит из сопряжений, причем сопряжения выполнены по различным посадкам.
Посадки в машиностроении и в частности в с. х. машиностроении, назначают не произвольно, а на основании инженерного опыта, определёнными методами.
Так вот темой настоящей лекции будет:
Расчет и выбор посадок в машиностроении.
1.Расчетный метод выбора посадок.
2. Табличный метод.
Это план определяет и задачи лекции.
Поскольку данная тема довольно обширная, она является одной из главных тем курса, в рамках лекции я ее конкретизирую – рассмотрим её на вариантах посадок с зазором.
Хочу напомнить, что посадки с зазором общего назначения создаются полями допусков А/а - H/h.
1.Расчетный метод выбора посадок.
В группу посадок с зазором относится много соединений с разной степенью подвижности и с разными условиями работы, например соединение:
- шейка коленчатого вала – вкладыш;
- поршень – гильза в ДВС;
- поршень – цилиндр в гидроцилиндре;
- плунжерная пара топливного насоса;
- шарниры навесной системы трактора;
Все эти подвижные соединения отличаются характером взаимного перемещения деталей, видом нагрузок, способом подвода смазки и т. п.
Поэтому единой, универсальной методики расчета зазоров подвижных соединений в машиностроении пока не существует.
Разработаны методики расчета зазоров для отдельных ответственных типов соединений.
Одним из таких распространенных соединений является гидродинамический подшипник скольжения. На его примере рассмотрим методику расчета и выбора посадки.
Здесь я хочу обратить ваше внимание на то, что при рассмотрении методики вы должны не только уделять внимание расчетным формулам (хотя и они важны), но также следует увидеть общую логику построения расчета (технический алгоритм решения задачи).
А задача какая? – Рассчитать зазор для гидродинамического подшипника скольжения и ориентируясь на него выбрать соответствующую посадку.
Начнем с того, что уточним, что подшипник это устройство поддерживающее вращающуюся деталь и обеспечивает ей свободное вращение.
Подшипник скольжения образуется каким либо участком вала и отверстием в опорной детали, т. е. втулкой.
На плакате показан разрез подшипника скольжения. Зазор в нем весьма преувеличен – для наглядности и удобства обозначения параметров которые будут участвовать в расчете.
Теперь выясним, что должен обеспечивать зазор в подшипнике скольжения?
Мы рассматриваем гидродинамический подшипник, это такой подшипник, который работает в режиме жидкостного трения. Т. е. при определенных: - угловой скорости; -вязкости смазки и - нагрузке между валом и поверхностью отверстия возникает масляный клин, который приподнимает вал над внутренней поверхностью отверстия и удерживает его в таком положении пока продолжается работа подшипника.
Это интересное явление хорошо известно и часто используется в конструкциях машин. Физическую природу его мы рассматривать не будем, а рассмотрим условия возникновения. Для этого обратимся к плакату, на котором изображено положение вала в подшипниковом отверстии в состоянии покоя и в работающем состоянии.
- в состоянии покоя под действием силы тяжести и нагрузки находящейся в крайнем нижнем положении т. е. выдавливает смазку и соприкасается с поверхностью отверстия; т. о. вверху над валом имеется зазор S;
h – толщина масляного слоя в месте наибольшего сближения поверхностей вала и отверстия;
S-h- оставшаяся величина верхнего зазора;
Из гидродинамической теории смазки известно, соотношение между толщиной слоя h в месте наибольшего сближения поверхностей отверстия и вала и зазором S в состояние покоя:
D - номинальный диаметр соединения, (м);
- длина подшипника, (м);
ω - угловая скорость вала, рад/сек;
- динамическая вязкость масла, Па с;
R - нагрузка на вал подшипника, H;
- удельное давление в подшипнике, Па.
Исследованиями определено, что если при установившемся движении , то сила трения в подшипнике наименьшая, а тепловой режим наиболее благоприятный.
Поэтому установив это выражение в базовую формулу получим формулу оптимального зазора.
Итак это формула получена на основе гидродинамической теории смазки, однако она не учитывает важного явления сопровождающего работу подшипника скольжения – это изнашивание трущихся поверхностей.
Дело в том, что при работе подшипнике в жидкостном режиме смазки его трущиеся поверхности разделены слоем смазки исключающем металлический контакт отверстия и вала и соответственно исключающийся износ, однако определенное время подшипник работает в режиме обычной смазки, т. е. когда поверхности вала и отверстие контактируют это (разгон и торможение вала) в этот период происходит изнашивание отверстия и вала и соответственно увеличение зазора в подшипнике. Процесс увеличения зазора во времени хорошо демонстрируется следующим графиком.
На графике выделено три периода работы подшипника:
Первый период t1 соответствует приработке поверхностей отверстия и вала – зазор наращивает быстро из-за сглаживания шероховатостей, выравнивание погрешностей формы.
Период t2 – время нормальной работы сопряжения. Зазор в это время увеличивается медленно, прямопропорциально времени работы.
Третий период t3 характеризуется резким увеличением зазора. Нормальная эксплуатация нарушается и подшипник выходит из строя. Поэтому зазор, соответствующий окончанию периода нормальной эксплуатации подшипника называется предельно допустимым зазором -
При определенном постоянном темпе нарастания зазора и постоянном предельном допустимом зазоре долговечность подшипника может быть увеличена путем уменьшения начального зазора - Sнач.
Поэтому целесообразно начальный зазор уменьшить на сумму высот шероховатостей вала и отверстия, что обеспечит больший технический ресурс подшипника.
И еще один фактор, существенно влияющий на величину зазора в подшипниковой паре следует рассмотреть и учесть. Дело в том, что выбор посадки производят по среднему зазору стандартных полей допусков, которые определены для нормальной температуры 20°(С), а подшипник скольжения может работать при повышенной температуре. Поэтому температурный фактор также следует учитывать при расчете зазора Т. о. расчетный зазор по которому выбирается посадка подшипника определяется из выражения:
RZD - высота шероховатостей поверхностей отверстия:
RZd - высота шероховатостей поверхности вала;
- коэффициенты линейного расширения материалов отверстия и вала;
tП - температура подшипника;
D - номинальный диаметр подшипника.
По значению расчетного зазора из стандартных таблиц посадок выбирают соответствующую посадку.
Условие выбора посадки:
Объяснение условий: т. к. средний зазор в соединении будет наиболее вероятным, то и большая часть соединений (подшипников) при сборке будет иметь зазор близкий к расчетному.
Выбранную стандартную посадку проверяют на условие обеспечения достаточного слоя смазки при наиболее неблагоприятных условиях:
Чтобы избежать металлического контакта в зоне трения, должен быть больше суммы высот шероховатостей отверстия и вала:
Если это условие не выполняется нужно выбрать вторую посадку и произвести проверку.
Посадки с зазором рассчитывают главным образом при условиях движения вращения, но могут быть рассчитаны и для условия возвратно-поступательного движения.
2.ТАБЛИЧНЫЙ МЕТОД ВЫБОРА ПОСАДОК.
Выбор посадок для обычного сопряжения с зазором:
2.1 Для подвижного сопряжения : посадку можно выбирать по расчетным или заданным максимальному и минимальному зазору.
Определяется допуск посадки:
Затем определяют величину технологических (монтажных) зазоров:
Ориентируясь на полученные значения технологических зазоров по таблицам стандартных посадок выбирают посадку.
2.1 Для неподвижного соединения посадки с зазором выбирают главным образом из удобства сборки деталей.
При этом следует учитывать, что:
- минимальный зазор выбираемой посадки должен компенсировать отклонение формы деталей;
- максимальный зазор выбранной посадки должен компенсировать возможное смещение осей сопрягаемых деталей, а также обеспечивать лишь допустимый эксцентриситет e . Его определяют по условию:
ВЫБОР ПОСАДКИ МЕТОДОМ АНАЛОГИИ
При применении метода аналогии (подобия) выбора посадок используют рекомендации разработанные в результате обобщения опыта их проектирования и эксплуатации в подобных условиях.
Сущность данного метода состоит в том, что для проектируемого сопряжения посадка переносится с известного аналогичного по конструкции и схожего по условиям работы сопряжения.
Рассмотрели методы выбора посадок: расчетный, табличный, аналогии.
Первый используется при проектировании посадок для ответственных сопряжений, работоспособность которых определяется точностью посадки.
Второй метод применяют для сопряжений с пониженными требованиями к точности посадки.
Третий метод простой и экономичный, однако он не гарантирует правильности выбора посадок, поскольку не учитывает всех факторов, влияющих на их выбор.
ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ:
разобрать расчетный метод выбора посадок с натягом и выполнить расчет посадки с натягом по индивидуальному заданию.
Метод подобия при назначении посадок используется при наличии большого справочного материала по применению посадок в конструкциях. При совпадении конструктивных и эксплуатационных показателей проектируемого и аналогичного изделия (рекомендуемого по справочнику) производится выбор посадки. Таковыми будут считаться конструкции, совпадающие с проектируемыми по характеру соединения (типу посадки: с зазором, натягом или переходная); по системе посадки (отверстия или вала); по точности изделия (машины, механизма), а также по экономической точности обработки деталей сопряжения (в нормальных производственных условиях).
При выборе посадок из стандартных полей допусков необходимо использовать посадки предпочтительного применения. Области применения стандартных посадок приведены в таблице 1.5. Порядок назначения посадки методом подобия:
- выбирается система посадки, определяется ее тип (с зазором, натягом или переходные) и вид сопряжения (скользящее, ходовое, прессовое и т.д.);
- выбирается квалитет, учитывая условия эксплуатации данного соединения;
- назначается посадка по рекомендациям таблицы 1.5;
- определяются предельные отклонения сопрягаемых деталей (таблицы 1.1; 1.2; 1.3);
- строится схема расположения полей допусков, рассчитываются предельные и среднее значения зазоров или натягов и допуск посадки;
- посадки указываются на сборочном чертеже, а поля допусков (в смешанном виде) на чертежах деталей, входящих в изделие.
1.4.2 Назначение посадки расчетным методом
Расчетный метод используется в том случае, когда по условиям эксплуатации механизма предельные значения зазоров или натягов ограниченны, например, для подшипников скольжения, ответственных прессовых соединений и т.д.
Расчет посадки осуществляется в следующей последовательности:
1) по результатам анализа конструкции узла определяется система посадки. В большинстве случаев посадки осуществляются по системе отверстия как предпочтительной. Типовые случаи назначения посадок по системе вала – см. 1.1;
2) рассчитывается допуск посадки по заданным характеристикам:
TS = Smax–Smin или TN = Nmax–Nmin;
3) по известному номинальному размеру определяется число единиц допуска посадки aS(N), которое характеризует относительную точность:
TS(TN) = aS(N)i = TD + Td = aDi + adi = i(aD + ad),
где aD +ad = aS(N) – количество единиц допуска посадки с зазором (натягом), выраженное через aD и ad – числа единиц допуска отверстия и вала соответственно.
Значение i = 0,1IT6 берется по таблице 1.1 для интервала размеров, в котором находится номинальный размер отверстия или вала.
Таблица 1.5 – Рекомендации по применению стандартных посадок ЕСДП
Тип посадки и вид сопряжения
Посадки с зазором
Используются в неподвижных соединениях при невысокой точности центрирования, когда передача крутящего момента выполняется через шпонку, для часто разбираемых соединений, для точного направления при возвратно–поступательном движении. Наименьший зазор равен нулю, наибольший – сумме допусков вала и отверстия. Применяются в квалитетах с 4-го по 12-й
Широко используемая посадка: сменные шестерни на валах металлообрабатывающих станков, фрезы на оправках, центрирующие корпуса (стаканы) под подшипники качения, поршни в цилиндрах пневматических сверлильных машин
То же назначение, что и посадка H7/h6, но с более широкими допусками и при большей длине соединения
(H8/h9)
Центрирующие промежуточные (стаканы) корпуса подшипников, сменные шестерни, шкивы на концах валов, ползуны на призматических шпонках, направляющие стержни в опорах, кронштейны на колоннах
; (H10/h11)
Аналогично предыдущей посадке, когда требуется расширение поля допуска
(H12/h12)
Посадки низкой точности для неподвижных и подвижных соединений; соединение деталей под сварку; центрирующие фланцы крышек и корпусов арматуры, звёздочки тяговых цепей на валах
H11/h11;H12/h12
Нецентрирующие диаметры шлицевых валов и втулок, высота шпонки; диаметры отверстий под крепёжные элементы при высокой точности сборки
H/g; G/h
Применяются в точных квалитетах (с 4-го по 7-й). Для подвижных соединений с малыми зазорами. В неподвижных соединениях обеспечивают легкую установку детали при точной фиксации ее расположения
G7/h6
H6/g5
Применяются в особо точных механизмах (плунжерные и золотниковые пары). Шпиндели точных станков, направляющие втулки, переключаемые шестерни на валах коробок передач, сменные направляющие втулки в кондукторах, опорные пальцы приспособлений, подшипники скольжения при малых нагрузках, для регулируемых стаканов под подшипники
H/f;F/h
Характеризуются умеренным гарантированным зазором, обеспечивающим свободное перемещение вдоль оси и вращение. Применяются для подшипников скольжения при консистентной и жидкой смазке, при легких и средних режимах работы, в подвижных соединениях, а также в неподвижных для обеспечения легкой сборки и разборки
Применяются в точных соединениях при умеренных скоростях (n = 50. 2000 об/мин). Подшипники скольжения валов в коробках перемены передач, подшипники скольжения станков нормальной точности, свободно вращающиеся на валах зубчатые колеса повышенной точности (6–7)
H6/f6; F7/h5
Применяются в механизмах высокой точности. Посадочные места под подшипники качения при местном нагружении, коренные шейки коленчатого вала
H8/f8; H8/f9
H9/f9; F8/h8
F9/f8; F9/h9
Посадки пониженной точности для соединений с гарантированным зазором. Подшипники скольжения при значительных скоростях вращения тяжёлого машиностроения, свободно вращающиеся на валах зубчатые колеса, ролики на осях, крышки цилиндров и др.
H/e; E/h
Имеют гарантированный зазор (вдвое больше, чем у ходовых посадок). Применяются в затрудненных условия монтажа (многоопорные валы, разнесённые опоры). Используются при вращении с числом оборотов 2. 25 тыс. об/мин; в подшипниках скольжения при больших длинах соединений (больше 2d) для компенсации прогиба детали; в неподвижных соединениях со значительным зазором, когда требуется регулировка
Блок зубчатых колёс, стержни вилок переключения скоростей в направляющих, ходовые винты суппортов, крышки коробок передач, а также коренные шейки коленчатого вала и шеек распределительного вала
H6/e8; H7/e7;
E8/h6
Подшипники жидкостного трения. Коренные подшипники коленчатых и распределительных валов двигателей внутреннего сгорания (ДВС)
H8/e9; H9/e9;
E9/h9
Применяются в подвижных и неподвижных соединениях для компенсации температурных деформаций и погрешностей расположения поверхностей
H/d; D/h
Характеризуются большим гарантированным зазором, позволяющим компенсировать геометрические погрешности и температурные деформации, обеспечивают свободное перемещение деталей
H7/d8; H8/d8;
D8/h6; D8/h7
Посадки повышенной точности. Для точных подвижных соединений при тяжёлых условиях работы. Подшипники жидкостного трения, валки прокатных станов, впускные и выпускные клапаны ДВС, поршневые кольца в канавках поршня (по ширине), холостые шкивы и зубчатые колёса, шатунные шейки
H8/d9; H9/d9
Применяются при невысоких требованиях к точности. Быстроходные передачи (n = 25. 50 тыс. об/мин), холостые шкивы, сальники, поршни в цилиндрах компрессоров, трансмиссионные валы в подшипниках
H7/d11; H8/d11
Подвижные соединения, работающие в условиях загрязнения, при низкой точности. Грубые направляющие прямолинейного движения, маслосбрасывающие кольца, шарниры, муфты, свободно сидящие на валах, крышки подшипников и распорные втулки
H8/c8
Применяются для посадок поршня в цилиндр, подшипников жидкостного трения тяжело-нагруженных валов в прокатных станах, турбинах, насосах, компрессорах, выпускные клапаны
(посадки с большими зазорами)
H11/с11 ; H11/b11
H12/b11 ; H11/a11
A11/h11
Применяются только в грубых квалитетах (11-м и 12-м) для изделий низкой точности, где необходимы большие зазоры для компенсации погрешностей изготовления, валы сельскохозяйственных машин, валы тормозных тяг, сменные рычаги и рукоятки, сальники арматурные
Переходные посадки
H/js; Js/h
H7/js6;
Js7/h6
Стаканы подшипников 4-го, 5-го классов точности в корпусах, зубчатые колёса, соединяемые с валом двумя шпонками, пиноль задней бабки токарного станка
H6/js5;
Js6/h5
Повышенной точности. Гильзы в корпусе шпиндельной головки расточного станка, шкивы и ручки на концах валов
H8/js7;
Js8/h7
Пониженной точности. Стаканы подшипников 0 и 6 классов точности в корпусах, для плотных подвижных соединений без люфта, центрирующие элементы крышек, полумуфты; зубчатые колёса на валы при малых нагрузках
H/k; K/h
Вероятность получения зазоров и натягов одинакова. При L 2d), а также на концах вала. Требуется дополнительное крепление
H7/m6; H6/m6; H8/m7;
M7/h6; M6/h5;
M8/h7
Зубчатые колёса на ватах редукторов, центрирующие штифты, тонкостенных втулок из цветных сплавов, центрирование кулачков на распределительном валу. Поршневые пальцы в бобышках поршней компрессоров, втулки фиксаторов в станочных приспособлениях
H/n; N/h
Наиболее вероятны натяги, в этих посадках зазора практически не возникает. Разборка соединений производится редко. Применяются в неподвижных соединениях, передающих большие усилия при наличии ударов и вибраций. Требуется дополнительное крепление
H7/n6; H7/n5; H8/n7;
N7/h6 ; N6/h5;
N8/h7
Тяжело-нагруженные зубчатые колёса (камнедробилок, ковочных машин), бронзовые венцы червячных колёс на чугунной ступице, постоянные втулки в корпусах кондукторов, установочные пальцы и штифты, гильзы дроссельного клапана, втулки в корпусах подшипников скольжения
Js; js; K; k;
M; m; N; n
Основные отклонения, используемые для циркуляционно-нагруженных колец шариковых подшипников при посадке их на вал или в корпус
Посадки с натягом
H/p; P/h
Имеют минимальный гарантированный натяг. Применяются при малых крутящих моментах и осевых нагрузках, для соединения тонкостенных деталей, для центрирования тяжело-нагруженных и быстро вращающихся крупногабаритных деталей. Требуют дополнительного крепления. Аналогичны глухим посадкам дня деталей из цветных металлов. Посадочные места под подшипники качения (р5; р6 или P7;P6) в нежестких конструкциях.
P7/h6
Зубчатые колёса в токарных станках, установочные кольца, уплотнительные кольца, клапанные сёдла в гнёздах, втулки и кольца при посадке в корпус, тонкостенные втулки на валах
H6/p5; P6/h5;
Повышенной точности. Применяются, когда недопустимы значительные колебания натягов, в соединениях тонкостенных втулок при больших длинах
H/R; H/S;R/h; S/h
(прессовые средние посадки)
Характерен умеренный натяг N = (0.0002. 0.0006)dm. Обеспечивают передачу нагрузок средней величины без дополнительного крепления. (Сборка возможна под прессом или методом термической деформации)
H7/r6 (при d ≤ 80)
H7/s6 (при d > 80)
R7/h6; S7/h6
Фиксаторы и упоры в приспособлениях, постоянные кондукторные втулки, зубчатые колеса на промежуточном валу в коробке передач грузового автомобиля, втулки подшипников скольжения в головке шатуна компрессора, гильза цилиндра ДВС, бронзовый венец червячного колеса на ступице
H/u; H/x ; H/z
(прессовые тяжелые посадки)
Характеризуются большими гарантированными натягами N = (0.001. 0.002)dm. Применяются без дополнительного крепления в соединениях с тяжёлыми и динамическими нагрузками. Рекомендуется проверка на прочность (Сборка выполняется методом термической деформации и продольной запрессовки, требуется сортировка на группы и селективная сборка)
H7/u7; H8/u8
H8/x8; H8/z8
Муфты на концах валов, установочные штифты в приспособлениях, пальцы эксцентриков кривошипно-шатунного механизма; металлокерамические втулки в корпусе сцепления фактора, соединения стальных деталей с деталями из пластмассы и мягких сплавов
Примечания: 1. В рамку заключены посадки предпочтительного применения.
2. Название посадок (вид сопряжения) соответствует системе допусков и посадок ОСТ и указано в скобках.
При этом могут быть следующие варианты: принимается одинаковый квалитет для вала и отверстия по значению aS(N)/2, если аD = ad ≈ аS(N)/2 и соответствует значению аS(N)/2 по таблице 1.1; если отношение аD = ad ≈ аS(N)/2 невозможно обеспечить, то на отверстие назначается более грубый квалитет, чем на вал (отличие в квалитетах не более, чем на один), то есть aD > ad, при этом сумма аD + ad должна быть близка к расчетному значению aS(N). Часто второй вариант назначения квалитетов используется при наличии монтажа на вал подшипника качения и распорной втулки, когда посадка, как правило, будет комбинированная по квалитетам.
Например, пусть аS = 35. Тогда при aD = ad = 35/2 = 17,5 – точность отверстия и вала соответствует ≈ IT7 (а = 16). Если же на вал смонтирован подшипник, необходимо точность вала ограничить IT6 (ad = 10), тогда аD = 35 –10 = 25, что соответствует точности отверстия IT8.
3) определяются отклонения отверстия и вала, образующих посадку:
- по известному номинальному размеру и квалитету основной детали (таблицы 1.1, 1.2, 1.3) определяется значение второго отклонения:
ES – для основного отверстия Н (основное отклонение EI = 0) в системе отверстия или ei – для основного вала h (основное отклонение es =0) в системе вала;
- определяются основное и второе отклонения не основной детали соединения – вала в системе отверстия или отверстия в системе вала.
4) по ГОСТ 25346–89 производится подбор стандартного поля допуска вала или отверстия по рассчитанным значения отклонений.
5) строится схема расположения полей допусков в посадке, рассчитываются и указываются на ней характеристики посадки с учетом табличных значений предельных отклонений.
6) проверяется правильность подбора посадки сравнением значений табличных предельных зазоров (натягов) с задаными:
Допускаемая погрешность подбора по характеристикам посадки может составлять ±10 %. Формула для определения погрешности (∆T) выхода назначенного стандартного поля допуска (Tст) за заданное (Tзад) имеет вид:
∆T = (Tзад – Tст) · 100 % / Tзад ≤ 10 %.
7) посадка записывается на сборочном чертеже условным обозначением в смешанном виде. Поля допусков (в смешанном виде) указываются на чертежах деталей.
Повышение надежности и долговечности подвижных и неподвижных соединений в машиностроении в значительной степени зависит от выбора оптимальных величин зазоров и натягов, а в условиях реального производства - от их предельных значений.
В настоящее время основываются на следующих методах выбора допусков и посадок: прецедентов, подобия и расчетном.
Метод прецедентов заключается в том, что конструктор находит в ранее спроектированных изделиях случай соединения деталей, аналогичный проектируемому, и принимает его для нового изделия. Метод приемлем ,если проектируемый узел полностью тождественен найденному прецеденту (прототипу) и оптимальность выбранной посадки проверена научным экспериментом и подтверждена производственными испытаниями.
Развитием метода прецедентов является метод подобия. Он возник в результате классификации деталей машин по конструктивным и эксплутационным признакам. Для выбора посадки нужно установить аналогию конструктивных признаков и условий эксплуатации проектируемого узла с признаками, указанными в руководящих материалах или справочниках.
Более надежным и прогрессивным методом является расчетный, основанный на функциональной взаимозаменяемости и заключающийся в том, что конструктор зная условия и длительность эксплуатации, рассчитывает функциональные параметры и их максимальные значения; корреляционную связь и ее математическое выражение; оптимальные показатели долговечности и надежности на основе учета величин изменения размера изделия во времени; конструктивный допуск; коэффициент запаса точности, гарантирующий запас долговечности работы и др.
Задача поиска допусков размеров, а также границ их годности решается конструктором в процессе проектирования. Порядок решения этой задачи определяется местом размера, которое он занимает в проектируемом устройстве. Возможны три варианта:
1 размер принадлежит элементу детали несоприкасающимися с другими элементами (такие размеры на практике называют свободными). Уровень точности таких размеров обычно невысок и устанавливается квалитетами с 12 по 17. Границы их годности устанавливаются в соответствии с правилами указания точности размеров с неуказанными предельными отклонениями;
2 размер принадлежит элементу, входящему в соединение (соединение - это состояние, при котором 2 детали имеют элементы входящие друг в друга);
3 Размер входит в замкнутый контур с другими размерами.
Рассмотрим порядок решения задачи для случая, когда размер элемента детали принадлежит соединению.
Эта задача сводится к отысканию стандартного сочетания полей допусков, при котором соединение отвечает своему функциональному назначению. Решение задачи зависит от характера проектируемого соединения.
Рассмотрим условия выбора посадок с зазором, переходных и с натягом, наиболее часто применяемых в изделиях машиностроения.
Читайте также: