4.3 Обеспечение взаимозаменяемости гладких соединений.

В этом разделе курсовой работы требуется для заданных сопряжений назначить посадки, обосновать их, построить схемы полей допусков, определить предельные размеры, зазоры, натяги; среднее значение зазора или натяга и допуск посадки; указать инструменты или приборы, необходимые для контроля и измерения деталей соединения.

4.3.1.Определение посадок.

Посадка назначается исходя из характера работы соединения, необходимости разборки и сборки его в процессе эксплуатации и ремонта. Назначить посадку - это значит выбрать тип посадки, квалитет и допуски для деталей соединения.

Посадки бывают с зазором, с натягом и переходные.

Посадки с зазором применяются для подвижных и нередко для неподвижных разъемных соединений, подвергающихся частой разборке и сборке в процессе эксплуатации. Они применяются в подшипниках скольжения, в соединениях с качательным движением, например, рычагов, коромысел и др. К неподвижным соединениям, в которых применяются подвижные посадки, относятся такие, в которых относительное перемещение сопрягаемых деталей не связано с рабочим процессом, а необходимо для установки и регулировки, например, в соединении пиноли токарного станка с корпусом бабки, при установке регулируемых упоров, рычагов управления и др.

К соединениям, в которых применяются посадки с зазором с целью облегчения сборки, относятся соединения крышек подшипников с корпусом, распорных колец с валами, маховиков с валом, сменных зубчатых колес с валами и многие другие.

Посадки с натягом применяются для неподвижных неразъемных в процессе эксплуатации соединений, передающих нагрузки в виде крутящего момента, осевой силы или в виде их комбинаций. При этом неподвижность сопрягаемых деталей относительно друг друга обеспечивается силами трения, действующими на поверхности сопряжения и обусловленными натягом.

Переходные посадки применяются для неподвижных разъемных соединениях, в которых необходимо обеспечить соосность сопрягаемых деталей и возможность сборки и разборки в процессе эксплуатации и ремонта. Относительная неподвижность сопрягаемых деталей обеспечивается дополнительными средствами крепления: шпонками, штифтами, винтами, стопорными кольцами и другими деталями. Эти посадки характеризуются малыми зазорами и натягами и установлены в 5, 6, 7 и 8 квалитетах.

При выборе переходных посадок для проектируемых соединений необходимо учитывать опыт применения их в узлах машин и механизмов, работающих в таких же условиях. Переходные посадки условно можно разбить на четыре группы.

Посадки 1-й группы: Н6 / n5; N6 / h5; Н7 / n6; N7 / h6; Н8 / n7; N8 / h7; применяются для соединений деталей, передающих относительно большие усилия при наличии ударов и вибраций, например, в соединениях гладких цилиндрических шпилек и штифтов с корпусом, кондукторных втулок с плитой; в неподвижных соединениях муфты с валом и зубчатого колеса с валом, передающим переменную или ударную нагрузку и др.

Посадки 2-й группы Н6 / m5; M6 / h5; Н7 / m6; М7 / h6 H8 / m7; М8 / h7 применяются в тех случаях, когда посадки 1-й группы не могут быть применены из-за недопустимости деформаций деталей. Они целесообразны в соединении, когда длина его превышает полтора диаметра. Например, в соединениях внутреннего кольца подшипника с валом, тонкостенных втулок с корпусом и др.

Посадки 3-й группы: Н7 / k5; К7 / h5; Н7 / k6; K7 / h6; Н8 / k7; K8 / h7 имеют наибольшее применение из всех переходных. Они дают соединения с натягами и зазорами, близкими к нулю, и часто назначаются в соединениях шестерен, червячных колес, шкивов и ручных маховиков с валом и др.

Посадки 4-й группы: Н6 / js5; Js6 / h5; Н7 / js6; Js7 / h6; Н8 / js7; Js7 / h7 обеспечивают преимущественно зазоры. Они применяются вместо посадок 3-й группы в случаях увеличенного веса и размеров сопрягаемых деталей, в соединениях, подвергающихся частой разборке и сборке. Например, в соединениях маховиков с валами, тонкостенных гильз с корпусом, крышек цилиндров и т.д.

При выборе размеров, допусков и посадок следует применять принцип предпочтительности, т.е. из установленных рядов размеров, допусков и посадок выбирать те, которые в справочниках [3], [7] указаны как наиболее предпочтительные. Изделия с предпочтительными размерами, допусками и посадками отвечают требованиям высококачественной работы при наименьшей стоимости изготовления, так как предпочтительные размеры, допуски и посадки имеют наибольшее распространение, и изготовление их в наибольшей степени обеспечено режущими и измерительными инструментами.

Выбор квалитетов и, следовательно, допусков на изготовление сопрягаемых деталей имеет большое технико-экономическое значение: уменьшение допуска приводит к неоправданным расходам на изготовление деталей, а увеличение - к снижению качества и уменьшению долговечности изделий. Во всех случаях рекомендуется выбирать наибольшие допуски, при которых данное соединение удовлетворяет техническим требованиям.

Ввиду того, что отверстие труднее обработать, чем вал, рекомендуется квалитеты для них выбирать примерно на единицу больше, чем для вала. Квалитеты сопрягаемых деталей можно выбирать по чертежам действующих изделий, узлов или сборочных единиц, близких по назначению и устройству к данному. Если представляется возможным, посадку целесообразно выбрать на основе расчета: неподвижные посадки выбирают на основе расчета по теории упругости, подвижные посадки, если они предназначены для подшипников скольжения, выбирают на основе расчета по гидродинамической теории смазки. В остальных случаях посадки выбирают по аналогии с существующими сопряжениями. Следует применять для получения посадок предпочтительные предельные отклонения. Примеры применения различных посадок даны в [3].

После выбора посадки необходимо определить нижеследующие величины, являющиеся ее характеристиками.

Для посадок с зазором;

• наименьший зазор Sнм = EI – es;

• допуск зазора, равный допуску посадки Ts = Sнб – Sнм;

• наибольший зазор Sнб = ES – ei;

• средний зазор S = (Sнб + Sнм) / 2.

Для посадок с натягом:

• наибольший натяг Nнб = es - EI;

• наименьший натяг Nнм = еi - ЕS;

• допуск натяга, равный допуску посадки TN = Nнб – Nнм;

• средний зазор N = (Nнб + Nнм) / 2

Для переходных посадок:

• наибольший зазор Sнб = ES – ei;

• наибольший натяг Nнб = es – EI;

• допуск посадки Тп = Тd + TD;

• разность средних отклонения отверстия и вала

 = (ES + EI) / 2 – (es + ei) / 2 или