Выбор системы посадок, квалитетов и вида посадок

             В машиностроении преимущественно применяют посадки системы отверстия. Посадки системы вала применяют для соединения нескольких деталей с гладким валом (штифтом) по разным посадкам (например, установка нескольких подвижных блоков в обойме на одну ось); для установки изделий массового производства в корпусные детали (например, для соединения наружных колец подшипников качения с корпусами). В приборостроении точные оси малого диаметра (менее 3 мм) часто изготавливают из гладких калиброванных прутков, в этих случаях система вала находит широкое применение. При выборе квалитетов необходимо учитывать ряд общих положений.
            Наличие посадок и их видов. В интервале размеров от 1 до 500 мм посадки с зазором установлены в квалитетах 4-12, переходные – в квалитетах 4-7, посадки с натягом – в квалитетах 5-8. Если вид посадки определяют по результатам расчета, то квалитет выбирают одновременно с посадкой. При подборе квалитетов часто используют опыт проектирования и эксплуатации аналогичных изделий. В машинах и приборах при высоких требованиях к ограничению разброса зазоров и натягов посадок применяют для отверстий квалитет 7, для валов квалитет 6; при особо высоких требованиях к точности соединений (узлы подшипников качения высокой точности в приборах) применяют для отверстий квалитет 6 и для валов квалитет 5; при менее высоких требованиях к ограничению разброса зазоров и натягов для упрощения технологии можно применять квалитет 8; в соединениях, допускающих большие зазоры, и для облегчения сборки применяют квалитеты 9-12; допуски свободных размеров назначаются по квалитету 12 и грубее. Учитывая повышенные требования к качеству машин и приборов, рекомендуется шире применять квалитеты 6-8.
             Основной причиной потери работоспособности машинами серийного выпуска является снижение точности в результате износа основных деталей и соединений, поэтому в настоящее время распространен метод назначения допусков и выбора посадок с зазором, основанный на гарантированных запасах точности эксплуатационных показателей машин. Суть этого метода заключается в том, что на основные детали и соединения назначают несколько завышенные допуски, которые должны обеспечивать эксплуатационные показатели машин (точность вращения шпинделя, перемещения суппорта и пр.), а также компенсировать погрешности изготовления и сборки. Такой допуск называют функциональным. Он включает в себя эксплуатационный допуск, обеспечивающий запас точности деталей и их соединений с целью сохранения работоспособности машины в течение намеченного срока службы, и конструктивный допуск, обеспечивающий компенсацию погрешностей изготовления деталей и сборки изделий. Таким образом, функциональные допуски отдельной детали и посадки с зазором будут определяться суммой названных допусков.
         Выбор посадок. Основными характеристиками посадок являются наименьшие натяги или зазоры и их допуски. При переходе от посадок с большими зазорами (образованными полями а, А) к посадкам с большими натягами (образованными полями zс, ZC) при неизменном номинальном размере наименьшие зазоры уменьшаются и наименьшие натяги увеличиваются. У переходных посадок в том же направлении (от поля js, Js к полю n, N) повышается вероятность получения натягов. При переходе к менее точным квалитетам при одинаковых посадках и номинальных размерах значения S min и N min не изменяются, но допуски посадок при этом увеличиваются. Например, допуск посадки H 7/ f 7 в 1,5 раза больше допуска посадки H 6/ f 6 при S min = 20 мкм. С увеличением допуска посадки утрачивают определенность характера соединения, что особенно нежелательно для посадок с натягами и переходных. Поэтому указанные посадки образуют полями допусков не грубее IT 8. Для правильного применения посадок необходимо знать их основные свойства.

 

Посадки с натягом по значению гарантированного натяга подразделяют на три подгруппы. Посадки с минимальным гарантированным натягом (Н 7/ р 6, Р 7/ h 6, Н 6/ р 5, P 6/ h 5) применяют при малых нагрузках и для уменьшения деформаций собранных деталей. Неподвижность соединения обеспечивают дополнительным креплением. Эти посадки допускают редкие разборки. Посадки с умеренными гарантированными натягами (0,0002-0,0006) D (H 7/ r 6, H 7/ s 6, H 8/ s 7, H 7/ t 6, R 7/ h 6, T 7/ h 6, H 6/ r 5, H 6/ s 5) допускают передачу нагрузок средней величины без дополнительного крепления, а также с дополнительным креплением; могут применяться для передачи больших нагрузок, если прочность деталей не позволяет применить посадки с большими натягами, сборка может производиться под прессом или способом термических деформаций. Посадки с большими гарантированными натягами (0,001-0,002) D (Н 7/ u 7, Н 8/ u 8, U 8/ h 7, H 8/ x 8, Н 8/ z 8) передают тяжелые и динамические нагрузки без дополнительного крепления. Необходима проверка соединяемых деталей на прочность; сборка осуществляется в основном способом термических деформаций.

Переходные посадки образуются полями допусков, которые установлены в квалитетах 4-8 и характеризуются возможностью получения сравнительно небольших зазоров или натягов. Они применяются в неподвижных разъемных соединениях при необходимости точного центрирования, при этом необходимо дополнительное крепление собранных деталей. Посадки с более вероятными натягами (Н 7/ m 6, M 7/ h 6, Н 7/ n 6, N 7/ h 6 и др.) применяют при больших ударных нагрузках, при повышенной точности центрирования и редких разборках, а также при затрудненной сборке вместо посадок с минимальным гарантированным натягом.
Посадки с равновероятными натягами и зазорами (H 7/ k 6, K 7/ h 6 и др.) имеют наибольшее применение из переходных посадок, так как для сборки и разборки не требуют больших усилий и обеспечивают высокую точность центрирования. Посадки с более вероятными зазорами (H 7/ js 6, Js 7/ h 6 и др.) применяют при небольших статических нагрузках, частых разборках и затрудненной сборке, а также для регулирования взаимного положения деталей.

Посадки с зазором образуются полями допусков а – h и А – Н, установлены в квалитетах 4-12 и применяются в неподвижных и подвижных соединениях для облегчения сборки при невысокой точности центрирования, для регулирования взаимного положения деталей, для обеспечения смазки трущихся поверхностей (подшипники скольжения) и компенсации тепловых деформаций, для сборки деталей с антикоррозийными покрытиями. Посадки с S min = 0(H / h) обеспечивают высокую точность центрирования и поступательного перемещения деталей в регулируемых соединениях и могут заменять переходные посадки.
Для подбора посадок применяют методы подобия и расчетный. В методе подобия используют рекомендации по применению различных посадок, разработанных в результате обобщения опыта проектирования и эксплуатации разнообразных машин, механизмов, приборов. При подборе посадок необходимо учитывать конструктивные и эксплуатационные особенности проектируемого соединения. Например, зазоры и натяги для стандартных посадок установлены для следующих условий: нормальная температура работы соединений t = 20 °С; соединяемые детали изготовлены из материалов с одинаковыми или близкими температурными коэффициентами линейного расширения; отношение длины соединения к диаметру l / D» 1,5. Если перечисленные условия не выполнены, то выбор посадок корректируется. При l / D > 1,5 принимают посадки с большими зазорами, а при l / D < 1,5 – с меньшими.

 

 

Размер, мм

Допуск, мкм при квалитете

01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 До 3 0,3 0,5 0,8 1,2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 100 140 250 400 600 1000 3—6 0,4 0,6 1 1,5 2,5 4 5 8 12 18 30 48 75 120 180 300 480 750 1200 6—10 0,4 0,6 1 1,5 2,5 4 6 9 15 22 36 58 90 150 220 360 580 900 1500 10—18 0,5 0,8 1,2 2 3 5 8 11 18 27 43 70 110 180 270 430 700 1100 1800 18—30 0,6 1 1,5 2,5 4 6 9 12 21 33 52 84 130 210 330 520 840 1300 2100 30—50 0,6 1 1,5 2,5 4 7 11 16 25 39 62 100 160 250 390 620 1000 1600 2500 50—80 0,8 1,5 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 300 460 740 1200 1900 3000 80—120 1 1,5 2,5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 350 540 870 1400 2200 3500 120—180 1,2 2 3,5 5 8 12 18 25 40 63 100 160 250 400 630 1000 1600 2500 4000 180—250 2 3 4,5 7 10 14 20 29 46 72 115 185 290 460 720 1150 1850 2900 4600 250—315 2,5 4 6 8 12 16 23 32 52 81 130 210 320 520 810 1300 2100 3200 5200 315—400 3 5 7 9 13 18 25 36 57 89 140 230 360 570 890 1400 2300 3600 5700 400—500 4 6 8 10 15 20 27 40 63 97 155 250 400 630 970 1550 2500 4000 6300