Посадки и их характеристики. Системы посадок

Теоретическая часть к практическому занятию 1.2

Посадка - это соединение двух деталей, в результате чего образуется зазор или натяг. Разность размеров отверстия и вала до сборки определяет характер соединения деталей. Различают посадки с зазором, посадки с натягом и переходные посадки. Для образования посадок используют либо основное отверстие H, либо основной вал h.

Основной вал – вал, верхнее (основное) отклонение которого равно нулю: es = 0 → h.

Основное отверстие – отверстие, нижнее (основное) отклонение которого равно нулю: EI = 0 → H.

Номинальный размер посадки – номинальный размер, общий для отверстия и вала, составляющих соединение.

К характеристикам посадки относятся натяги, зазоры и допуск посадки.

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

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

Диапазон посадки – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение:                     Ts (T _N ) =T_D + T_d.                                   (12)

Посадка с зазором - посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, так как наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении посадки интервал допуска отверстия расположен над интервалом допуска вала (рис.1.5).

 

Рис. 1.5. Графическое представление интервалов допусков

 посадки с зазором

 

Предельными характеристиками посадки с зазором являются наибольший и наименьший зазоры и диапазон посадки с зазором:

    S _max = D _max – d _min = ES – ei;                         (13)

   S _min = D _min – d _max = EI– es;                     (14)

  T _s = S _max – S _min = T _D + T _d.                         (15)

Посадки с натягом - посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему.

При графическом изображении интервал допуска отверстия расположен ниже интервала допуска вала (рис.1.6).

Предельными характеристиками посадки с натягом являются наибольший и наименьший натяги и диапазон посадки с натягом:

 

      N _{ma x} = d _max – D _min = es – EI;                          (16)

      N _min = d _min – D _max = ei – ES;                           (17)

    T _N = N _max – N _min = T _D + T _d.                             (18)

Рис. 1.6. Графическое представление расположения интервалов

 допусков посадки с натягом

Посадки переходные - посадка, при которой в соединении возможны как зазор, так и натяг, в зависимости от соотношения действительных размеров отверстия и вала. При графическом изображении интервалы  допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично (рис.1.7).

Предельными характеристиками переходной посадки являются наибольший зазор, наибольший натяг и диапазон посадки:

       S _max = D _max – d _min = ES – ei;                       (19)

     N _max = d _max – D _min = es – EI;                    (20)

    T _S/N = S _max + N _max = T_D + T _d.                   (21)

Рис.1.7. Графическое представление расположения интервалов допусков

 переходной посадки

Схема на рис.1.8 иллюстрирует расчет диапазона посадки с зазором, переходной посадки и посадки с натягом через предельные характеристики. Так как зазоры и натяги имеют противоположный характер, принято зазоры откладывать в положительную сторону от нуля, а натяги – в отрицательную сторону.

Рис. 1.8. Схема расчета диапазона  посадки по предельным

Характеристикам

Задача в соответствии со схемой решается как геометрическая, то есть допуск посадки определяется либо как разность отрезков, равных предельным характеристикам посадки (для посадок с зазором и посадок с натягом), либо как их сумма (для переходной посадки). 

Обозначение посадки указывается после номинального размера посадки. Посадка обозначается дробью, в числителе которой указывается класс  допуска отверстия, а в знаменателе – класс допуска вала. При смешанном способе обозначения после условного обозначения классов допусков отверстия и вала указываются числовые значения предельных отклонений этих классов допусков, заключенные в скобки.

Например: Ø 40 Н 7 / к 6; Ø ; Ø .

Система допусков и посадок – это совокупность рядов допусков и посадок, закономерно построенная на основе теоретических и экспериментальных исследований.Посадки могут назначаться в двух системах: в системе отверстия (С H) и в системе вала (С h).

Посадки системы отверстия – посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных по основному отклонению классов допусков валов с классом  допуска основного отверстия H (EI = 0).

Таким образом, чтобы изменить характер соединения, необходимо изменить    положение  (основное отклонение) интервала допуска вала (рис.1.9), оставив неизменным положение интервала допуска отверстия (Н). Примеры посадок в системе отверстия: Ø30 Н / к 6, Ø30 Н 7/ f 6, Ø30 Н 7/ р 6.

 

    Рис. 1.9. Графическое представление классов допусков системы отверстия

Посадки системы вала – посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетанием различных по основному отклонению классов допусков отверстий с классом допуска основного вала h (es =0)

Таким образом, чтобы изменить характер соединения, необходимо изменить основное отклонение отверстия, т.е. положение  интервала допуска отверстия (рис.1.10), оставив неизменным положение интервала допуска вала (h).

Примеры посадок в системе вала: Ø30 M 7/ h 6; Ø30 F 7/ h 6, Ø30 R 7/ h 6.

Одноименные посадки разных систем с одинаковым номинальным размером являются взаимозаменяемыми, так как имеют одинаковые предельные характеристики.

Стандартом допускаются любые сочетания классов допусков отверстий и валов, но рекомендуются для применения два более узких ряда классов допусков: основной ряд, в котором выделен еще более узкий отбор предпочтительных классов допусков (табл.1.5 и 1.6), и дополнительный ряд, ограниченного применения, например, класс допуска на ширину шпоночного паза N9.

Предпочтительной является система отверстия (С H), так как позволяет снизить себестоимость обработки деталей за счет уменьшения номенклатуры типоразмеров мерного режущего инструмента (сверл, зенкеров, разверток), проходных калибров для отверстий.

Однако в некоторых случаях применение системы вала необходимо.

Примеры применения системы вала:

- в соединениях гладкого вала с несколькими отверстиями по посадкам различного характера;

- в соединении наружного кольца подшипника с отверстием в корпусе (подшипник - стандартное изделие).

- в соединениях шпонки по ширине с пазами отверстия и вала.

- применение гладких холоднотянутых калиброванных прутков в качестве осей или валов без дополнительной механической обработки в сельскохозяйственных машинах [1,5].

Рис. 1.10. Классы  допусков системы вала

Посадки называются основными, если выполняются следующие условия:

· Классы допусков (основные отклонения) отверстия и вала принадлежат одной системе.

· Точность отверстия и вала одинаковая, т.е. номера квалитетов отверстия и вала одинаковые или отличаются на единицу. В редких случаях допускается различие в номерах квалитетов, равное двум.

Если эти условия или одно из них не выполняются, посадка будет комбинированной по обоим признакам или по одному из них.

Примеры основных и комбинированных посадок:

1. Посадка Ø45 Н 7/k6 → основная посадка: классы допусков принадлежат одной системе - системе отверстия и разница по номерам квалитетов равна единице.

2. Посадка Ø45 Н 7/ h 6 → комбинированная посадка по первому признаку. Классы  допусков принадлежат разным системам: класс допуска отверстия Н 7 принадлежит системе отверстия, класс допуска вала h 6– системе вала.

3. Посадка Ø45 F 9/k6 → комбинированная по двум признакам. Классы  допусков отверстия и вала принадлежат разным системам: класс допуска отверстия F 9 – системе вала, а класс допуска вала k6 – системе отверстия. Разность номеров квалитетов равна 3, т.е. больше единицы.

Рекомендуемые стандартом классы  допусков отверстий при номинальных размерах от 1 до 500 мм по разным квалитетам представлены в табл. Б.4. Наибольшее количество предпочтительных классов  допусков находится в зоне 7…11 квалитетов. Рекомендуемые стандартом классы  допусков валов при номинальных размерах от 1 до 500 мм по разным квалитетам представлены в табл. Б.5. Наибольшее количество предпочтительных классов  допусков находится в зоне 6…11 квалитетов.

 

Таблица 1.5