1.6. Посадки

Механізми складені з взаємоз’єднаних деталей так, щоб забезпечити точність положення, нерухомість або можливість переміщення їх між собою і забезпечити таким чином, роботоспроможність механізмів. Тому конструкції з’єднань мусять бути різними і до їх характеру ставлять різні вимоги.

Посадка – це характер з’єднання деталей, який визначають величиною утворених в ньому зазорів або натягів. Бувають посадки з зазором, з натягом і перехідні посадки з натягом чи зазором в залежності від розташування полів допусків отвору і вала.

Зазором S називають різницю розмірів отвору й вала, якщо розмір отвору більший розміру вала S = D – d (див. рисунок 1.3 та 1.4).

Посадка із зазором (рухлива) – посадка, при якій забезпечується зазор у з’єднанні (поле допуску отвору розташовано над полем допуску вала), тобто, Dmin dmax.

Найбільший зазор (S_max) – є позитивна різниця між найбільшим граничним розміром отвору і найменшим граничним розміром вала або алгебраїчна різниця між верхнім граничним відхиленням отвору і нижнім граничним відхиленням вала:

Найменший зазор – це позитивна різниця між найменшим граничним розміром отвору і найбільшим граничним розміром вала або алгебраїчна різниця між нижнім відхиленням отвору і верхнім граничним відхиленням вала:

Посадка з зазором характеризується її граничними зазорами найбільшим і найменшим. Найбільший зазор дорівнює різниці найбільшого граничного розміру отвору та найменшого граничного розміру вала, тобто: Smax = Dmax – dmin (1.7а)

Найменший зазор Smin дорівнює різниці найменшого граничного розміру отвору та найбільшого граничного розміру вала, тобто: Smin = Dmin – dmax (1.8а)

Формули (1.7а, 1.8а) можна перетворити для розрахунку Smax і Smin через відхилення для чого, підставивши в них значення значення відхилень з формули (1.6), та враховуючи, що для спряжених поверхонь D = d отримаємо:

Smax = Dmax – dmin = D + ES-( d + ei) = ES – ei (1.7 б)

Smin = Dmin – dmax = D + EI –(d + es)=EI –es (1.8 б)

До посадок із зазором ставляться також посадки, у яких нижня границя поля допуску отвору збігається з верхньою границею поля допуску вала, тобто Smin = 0. У зв’язку з коливаннями дійсних розмірів з’єднувальних деталей у межах заданих допусків зазори будуть коливатися від найменшого до найбільшого значення.

Натягом N називають різницю розмірів вала й отвору до збирання, якщо розмір вала більший розміру отвору (поле допуску отвору розташовано під полем допуску вала), тобто, Dmax< dmin. (рисунок 1.5, 1.6).

Посадка з натягом забезпечує нерухомість з’єднання за рахунок обжимання внутрішньої деталі (вала). Таке з’єднання утворюють при попередньому нагріванні зовнішньої деталі з отвором, щоб вона розширилась і діаметр отвору став більшим діаметра вала, або при попередньому охолодженні вала, щоб його діаметр став меншим діаметра отвору. Вал легко входить в отвір і після вирівнювання температур зовнішня деталь обіжме вал. В місті спряження діаметри вирівнюються від деформації матеріалу деталей. Без попередніх температурних змін можна вал втиснути пресом, виконавши фаски в отворі та на валу. Характеризують таку посадку граничними натягами – найбільшим і найменшим.

Найбільший натяг Nmax дорівнює різниці найбільшого граничного розміру вала і найменшого граничного розміру отвору до збирання або різниці їх відповідних відхилень:

Nmax = dmax – Dmin = d + es – (D + EI) = es – EI (1.9)

Найменший натяг Nmin дорівнює різниці найменшого граничного розміру вала й найбільшого граничного розміру отвору до збирання або різниці їх відповідних відхилень:

Nmin = dmin – Dmax = d + ei – (D + ES) = ei – ES (1.10)

Перехідні посадки відрізняються тим, що в з’єднанні деталей однієї партії можуть утворюватися або зазори, або натяги; їх характеризують найбільшим зазором і найбільшим натягом.

Приклад 1.1. Визначити граничні розміри і відхилення, побудувати в масштабі спрощену схему полів допусків та розрахувати граничні зазори і натяги посадки з’єднання деталі з отвором Ø та вала Ø10±0,005.

Рішення: Найбільший граничний діаметр отвору Dmax = 10,016; найменший Dmin =10,000. Найбільший граничний діаметр вала dmax =10,005; найменший dmin =9,995. Граничні відхилення для отвору ЕS=Dmax – D = 10,016 – 10,000 =0,016мм=16 мкм;

ЕІ= Dmin – D = 10,000 – 10,000 = 0 мкм;

es=dmax–d = 10,005– 10,000= 5 мкм;

ei=dmin – d = 9,995 – 10,000= -5 мкм;

Smax = Dmax – dmin = 10,016 – 9,995= 0,021мм = 21 мкм, або теж саме через відхилення:

Smax = ES – ei = 16 – (–5)= 21 мкм;

Nmax = dmax – Dmin = 10,005 – 10,000 = 0,005 = 5 мкм, або теж саме через відхилення:

Nmax = es – EI = 5 – 0 = 5 мкм.

Smin = Dmin – dmax =10,000 – 10,005 = – 0,005мм = –5 мкм, або теж саме через відхилення:

Smin = EI –es = 0 – 5 =5мм = –5 мкм;

Nmin = dmin – Dmax = ei – ES = 9,995– 10,016= – 0,021мм = –21 мкм, або теж саме через відхилення:

Nmin = ei – ES =– 5– 16= –21 мкм. Будуємо строщену схему полів допусків:

Перехідна посадка – посадка, при якій можливе одержання як зазору, так і натягу (поля допуску отвору і вала перекриваються – частково або повністю). У перехідних посадках при найбільшому граничному розмірі вала і найменшому граничному розмірі отвору виходить найбільший натяг, а при найбільшому граничному розмірі отвору й найменшому граничному розмірі вала найбільший зазор, тобто N_max при d_max і D_min, a S_max при D_max і d_min.

При оцінці точності складаючи з’єднань користуються поняттям допуску посадки, що визначається сумою допусків вала й отвору: ТП= TD + Td (1.11)

Зазори можуть змінюватись від Smin до Smax і Smax = Smin + TD + Td (рисунок 1.4).

Допуск посадки з зазором:

Позначимо зором як TS =TD + Td, тоді Smax = Smin + TS, звідки TS=Smax – Smin (1.11а)

Допуск посадки з натягом:

TN = TD + Td (рисунок 1.6) тоді Nmax = Nmin + TN, звідки TN = Nmax – Nmin (1.11б)

Допуск перехідної посадки:

TП = TD + Td (рисунок 1.7) тоді Smax = TD + Td – Nmax, звідки TП= Smax+ Nmax (1.11в)

Або за формулою (1.11) за даними прикладу 1.1 та за формулою (1.11) маємо: TП = 21+5=26 мкм,