книги из ГПНТБ / Брук С.И. Основы взаимозаменяемости и технические измерения учеб. пособие с элементами программир. обучения

помощью прессдвых посадок исключает необходимость допол­ нительного крепления болтами, стопорными винтами, шпонками и другими крепежными деталями, кроме случаев ударной и виб­ рационной нагрузок, когда для повышения надежности соеди­ нения применяется также и дополнительное крепление.

Неразъемность соединения означает, что детали, как правило, не требуют разборки при эксплуатации и ремонте машин. Однако

втех отдельных случаях, когда их приходится разбирать и исполь­ зовать повторно, величина первоначального натяга, а следова­ тельно, и точность соединения уменьшаются вследствие наличия пластических деформаций.

Область применения различных прессовых посадок характе­ ризуется относительным натягом (а), за величину которого при­ нимается отношение средней величины натяга посадки (sc p ), взятой

вмикрометрах (микронах), к номинальному диаметру сопря- - жения (d) в миллиметрах:

По значению относительного натяга а все прессовые посадки разделяются на 3 группы: тяжелые (а 5= 1); средние (а = 0,5 -г-1); легкие (а ^ 0,5).

Ктяжелым посадкам относятся: Горячая (Гр) 2-го класса точности, Прессовая 2-я (Пр22 а и Пр23 ) в классах 2а и 3 и Прессо­ вая 3-я (Пр33 ) в классе 3.

Ксредним — Прессовая 2-я (Пр2г ) в классе точности 1, Прес­

совая (Пр) в классе 2, Прессовая 1-я (Пр1,а и Пр13 ) в классах 2а

и3.

Клегким — Прессовая 1-я (Пр1: ) в классе точности 1 и легко­ прессовая (Пл) в классе 2.

Группа тяжелых посадок (Гр, Пр2 2 а , Пр23 и Пр33 ) приме­

в стальных бандажах на вагонных колесах, в бронзовых контакт­ ных кольцах на ступицах электрических машин, в бронзовых втулках в верхних головках тракторных шатунов и др.). При назначении этих посадок, особенно в условиях массового произ­ водства, рекомендуется опытная проверка или расчет (см. ниже

предназначена для передачи значительно меньших крутящих мо­ ментов (примерно вдвое). Примеры применения: направляющая втулка клапана в головке цилиндра трактора; втулки в поворот­ ном кулачке передней оси трактора или автомобиля, втулки в ше­ стернях, шкивах, рычагах и кожухах станков, автомобилей и трак-

50

торов; постоянные кондукторные втулки в корпусах кондукторов

идр. Запрессовка деталей этой группы чаще всего осуществляется

спомощью пресса. При ударных нагрузках и отсутствии подбора деталей при их соединении (или метода селективной сборки) при­ менение средних прессовых посадок требует добавочного крепле­ ния для гарантии неподвижности сопряженных деталей.

Легкие прессовые посадки ( П р ^ л Пл) применяются, когда крутящие моменты или смещающие силы малы или отсутствуют, либо когда незначительное взаимное смещение деталей несуще­ ственно для работы машины и, наконец, в случаях, когда непод­ вижность деталей обеспечивается дополнительным креплением (например, посадка клапанного седла в гнезде, посадка шестерен на валы со шпонками и др.).

Группа переходных посадок (Г, Т, Н, П) служит для неподвиж­ ных, но разъемных соединений, т. е. таких, которые должны быть неподвижны при работе машины, но требуют относительного перемещения или снятия при настройке, регулировке, а также при ремонте. Переходные посадки создают сравнительно неболь­ шие натяги и зазоры по сопрягаемым поверхностям, что не гаран­ тирует требуемой неподвижности соединяемых частей, поэтому применение переходных посадок в большинстве случаев сопрово­ ждается дополнительным конструктивным креплением в виде болтов, винтов, шпонок.

Благодаря тому, что средние величины зазоров и натягов в переходных посадках близки к нулю, они обеспечивают хорошее центрирование сопряженных деталей и поэтому распространены в соединениях машин, приборов и приспособлений, где требуется сохранить соосность соединяемых частей.

Наиболее объективным критерием для выбора одной из пере­ ходных посадок является вероятность получения зазора или на­ тяга посадки. В качестве примера на рис. 16 приведены кривые распределения зазоров и натягов в четырех переходных посадках (Г, Т, Н, П) 2-го класса точности и для сравнения — в двух смеж­ ных — Легкопрессовой и Скользящей (Пл и С) для интервала диаметров от 30 до 50 мм. По оси ординат на графиках отложены величины натягов и зазоров, а по оси абсцисс — вероятность их получения. Соотношение площадей кривых, расположенных в зо­ нах зазоров и натягов (заштрихованные и незаштрихованные области), указывает на суммарную вероятность получения зазоров или натягов. Сравнение кривых, показывает, что Легкопрессовая

наблюдается и зазор, и натяг. Две крайние переходные посадки (Г и П) по характеру распределения зазоров и натягов практи­ чески близки к своим смежным посадкам (Пл и С). Так, при •глухой посадке зазор наблюдается лишь у 0,7% соединяемых

деталей, а при плотной посадке — в 99,4% случаев. Поэтому в прак­ тике конструирования машин и приборов две крайние переходные посадки (Г и П) иногда заменяют смежные посадки Пл и С, ерли по условиям конструкции или эксплуатации машин последние непригодны. Наиболее характерными для группы переходных посадок являются две средние посадки (Т и Н), средние значения зазоров и натягов в которых наиболее близки нулю.

Рассмотрим некоторые более конкретные условия и примеры применения переходных посадок.

Рис. 16. Кривые распределения зазоров и натягов в 6 посадках для интер­

Г л у х и е посадки (Г) применяются при передаче больших усилий, при наличии ударов и вибраций, в случаях, когда нали­ чие прессовых посадок недопустимо из-за недостаточной проч­ ности деталей или необходимости хотя и редкой, но периодиче­ ской разборки соединения (например, при капитальном ремонте), а также в случае невозможности применить крепежные детали с более свободной переходной посадкой. Сборка и разборка дета­ лей требует специальных приспособлений. Примеры: поршневой палец в бобышках поршня тракторного двигателя; шестерня на валу ковочной машины; постоянные кондукторные втулки в кор­ пусах кондукторов; шестерни на валах сотрясательных аппара­ тов, дробилок и т. п.

52

Т у г и е посадки (Т) создают меньшие натяги, чем Глухие, однако разъем соединений все же осуществляется со значитель­ ными усилиями. Поэтому эти посадки выбирают при значительных статических и незначительных динамических нагрузках, когда сборка и разборка соединения осуществляется сравнительно редко. При длине сопряжения более l,5d эта посадка может заме­ нить Глухую. Сборка и разборка соединений осуществляется с помощью специальных приспособлений или тяжелых свинцовых молотков. Примеры: поршневой палец в бобышках поршней авто­ мобильных двигателей; конические шестерни на валах редукто­ ров; внутренние кольца шарикоподшипников на валах; установоч­ ные штифты и другие.

Н а п р я ж е н н ы е посадки (Н) находят наиболее широкое распространение из числа переходных. Благодаря небольшим за­ зорам или натягам разборка соединений не требует больших уси­ лий и осуществляется вручную или с помощью деревянного молотка. Примеры: шестерни на шпонках, шкивы, муфты; внутрен­ ние кольца шарикоподшипников; разборные вкладыши подшип­ ников и др.

П л о т н ы е посадки (П) дают в соединении преимущественно зазор и используются для сменных деталей или деталей часто разбираемых узлов. Сборка и разборка соединений осуществляется свободно или при помощи деревянного молотка. Примеры: смен­ ные шестерни в передачах, сменные втулки, ручные маховички, установочные пальцы, наружные кольца шарикоподшипников и др. В некоторых случаях эти посадки устанавливают для под­ вижных соединений, требующих плотного передвижения и хоро­ шего центрирования (например, пиноль заднего центра токар­ ного станка).

Перейдем к группе посадок с гарантированным зазором (С, Д, X , Л, Ш, ТХ) .

С к о л ь з я щ а я посадка (С) расположена на границе между переходными и подвижными посадками. Эта посадка характерна отсутствием натяга и минимальной величиной зазора (zM = 0). Скользящая посадка получила наиболее широкое распрострацение во всех областях машиностроения, особенно в соединениях нормализованных частей. Она выбирается чаще для соединений неподвижных, реже — для подвижных. В неподвижных соедине­ ниях скользящая посадка заменяет переходные для облегчения сборки и разборки часто снимаемых деталей, а также в соедине­ ниях, где относительное перемещение требуется в процессе регу­ лировки и настройки машины. В подвижных соединениях ее ис­ пользуют, когда недопустим большой зазор, а детали должны пере­ мещаться при небольших скоростях или вручную при смазанных поверхностях. Примеры: сменные шестерни в гитарах скоростей и подач металлообрабатывающих станков; наружные кольца ша­ рикоподшипников в корпусах; центрирующие выступы и фланцы

53

неподвижносоединенных деталей; фрезы на оправках; стяжные болты в нижней головке шатунов и др.

Посадка Д в и ж е н и я (Д) имеет наименьший гарантирован­ ный зазор из всех подвижных посадок. Она служит для обеспече­ ния кратковременного периодического перемещения одной детали в другой; для ответственных подвижных соединений с небольшой скоростью относительного вращения или аксиального перемеще­ ния, в которых требуется гарантированный, но небольшой зазор для сохранения точного центрирования; при реверсивном движе­ нии во избежание ударов; наконец, для неподвижных, но быстро­ сменных частей п в других им подобных случаях. При весьма ма­ лом зазоре эта посадка должна иметь также и небольшой допуск, поэтому она предусмотрена лишь в точных классах 1 и 2. Посадки Движения назначаются в сопряжениях клапана и толкателя двигателей внутреннего сгорания с направляющими втулками;

всопряжениях шпинделей точных станков и делительных головок;

вбыстростенных кондукторных втулках; наружных кольцах ша­ рикоподшипников и др.

Хо д о в ы е посадки (X) нашли наиболее широкое распро­ странение из всех посадок с гарантированным зазором, исключая Скользящую. Они характерны для посадок подшипников сколь­ жения, вращающихся со средними и значительными скоростями; используются для валов на двух или на нескольких опорах; для свободно вращающихся на валах деталей; для поршней в цилинд­ рах двигателей, паровых машин и компрессорах; для центрирова­ ния деталей при невысоких требованиях к соосности и в ряде других случаев.

Л е г к о х о д а в а я посадка (Л) рекомендуется в тех слу­ чаях, когда требуется компенсационный запас в зазоре, например при повышенных скоростях вращения или большой длине соприка­ сающихся поверхностей; для валов, вращающихся в нескольких опорах; при недостаточно точной установке и т. д.

Ш и р о к о х о д о в а я посадка (Ш) применяется сравни­ тельно редко, главным образом в случаях значительных скоростей вращения; при сравнительно малом давлении в подшипниках или когда ожидается большой разогрев внутренней детали; при неточ­

тельно недавно. Она предусмотрена только для 2-го класса точ­ ности, используется для сопряжений деталей, работающих при повышенных рабочих температурах (паровые турбины, турбовин­ товые двигатели, турбокомпрессоры и др.), а также для соедине­ ний деталей с неодинаковыми коэффициентами линейного расши­ рения.

54

по классам точности — коэффициент а. — Изменение допусков в зависимости от поминальных размеров — единица допуска г. — Интервалы номинальных диаметров с постоянными допусками.

Величины допусков на размеры деталей изменяются по клас­ сам точности и в пределах одного и того же класса в зависимости от значения номинального размера. Закономерность изменения допусков от двух указанных параметров может быть выражена следующей зависимостью:

Коэффициент а, таким образом, заказывает, на"" какую величину - следует умножить единицу допуска i, чтобы получить абсолютное значение б.

Значения коэффициента а различны для разных классов точности; они не одинаковы также для размеров отверстий и валов в классах точности 1, 2 и 2а и несколько различаются для разных полей допусков. В табл. 3 указаны средние значения а для разме­

Разные значения коэффициента а для размеров валов и отвер­ стий в первых трех классах вызваны стремлением увеличить до­ пуски на точные отверстия в связи с большими трудностями их обработки по сравнению с валами.

Зависимость между единицей допуска i и номинальным значе­ нием диаметра d выражается формулой

55

где принята следующая размерность: i в мкм; d в мм. Таким обра­ зом, величина допуска растет с увеличением d, но не прямо про­ порционально, а по закону кубической параболы. Кривая, выра­ жающая зависимость (21), нанесена на рис. 17 штрихпунктирной линией. Точное соблюдение рассматриваемой зависимости для каждого размера практически не оправдано, так как для доста­ точно близких размеров нет необходимости в изменениях величин допусков. Поэтому при составлении таблиц предельных отклоне­ ний теоретическая плавная кривая заменена ступенчатой. При построении последней для большинства полей допусков размеры разбиты на следующие интервалы: 1—3; 3—6; 6—10; 10—18; 18— 30; 30—50; 50—80; 80—120; 120—180; 180—260; 260—360; 360— • 500 дш. В пределах каждого интервала принята постоянная вели­ чина i (а следовательно, и всего допуска б), равная ординате сред­

значения единицы допуска корень кубический извлекается не из заданного числа, а из среднего значения интервала, в котором

Три способа обозначения предельных отклонений на чертежах. — Бук­ венное обозначение предельных отклонений в системе отверстия и в системе вала.'— Правила числового обозначения предельных отклонений. — Обо­ значение предельных отклонений на сборочных чертежах. — Область приме­ нения каждого из трех способов нанесения отклонений.

Предельные отклонения на размеры деталей проставляются рядом с числом, обозначающим номинальный размер. Согласно существующим правилам оформления чертежей (ГОСТ 2307—68) величины отклонений могут наноситься на чертежах тремя раз­ ными способами:

1)условными обозначениями полей допусков, например: 50Х3 , ЗОА, 45Пр13 (так называемым символическим способом);

2)числовыми величинами, например 50i§;i2, или

3)смешанным способом, при котором рядом с условным обо­ значением предельных отклонений в скобках указываются их числовые величины, например 50X3 (-o:ia).

При условном обозначении предельных отклонений в системе отверстия у размеров отверстий проставляется прописная буква А

56

например, 20АХ ; ЗОА; 45А3 ), а у размеров валов условное обозна­ чение выбранной посадки — 20Д!; ЗОТ; 45Пр22 а .

При условном обозначении предельных отклонений в системе вала у размеров валов проставляется прописная буква В: 20В!; ЗОВ; 45В3 , а у размеров отверстий — условное обозначение вы­ бранной посадки с обязательной расшифровкой в скобках число­ вых величин предельных отклонений — 20Дх (^oioSo); 30Т( 0 0 2 3 ) ;

4 5 П Р 2 2 а да).

Классы точности указываются цифровым индексом рядом с бук­ венным обозначением поля допуска. Для полей допусков 2-го класса точности, как наиболее распространенного, цифра 2 не пишется, например, правильно 60П, неправильно 60П2 .

мкм

л

V

В табл. 4 приведены примеры условных обозначений предель­ ных отклонений на размеры отверстий, валов и на размеры со­ пряжений на сборочных чертежах при выборе посадок в системе отверстия и в системе вала.

При числовом обозначении предельных отклонений последние указываются в той же размерности, что и сам номинальный раз­ мер, т. е. на машиностроительных чертежах величины предель­ ных отклонений всегда указываются в миллиметрах. При этом необходимо иметь в виду, что в большинстве справочных таблиц предельные отклонения даны в микрометрах (мкм). При перенесе­ нии этих данных на чертежи необходимо табличные величины перевести в миллиметры. Например, правильно 100Л неправильно 100Л {-Иъ).

Верхнее отклонение размера наносится всегда сверху, ниж­ нее — снизу. Например, правильно 25фо;81, неправильно 25+15,об.

57

тивоположны по знакам, то они указываются на чертежах 'один

должно быть одинаковым, Если отклонения имеют разное число значащих цифр, то для выравнивания числа знаков после запятой справа проставляются нули. Например, правильно 28:j:8: loo, неправильно 28+8;°132.

В тех случаях, когда возникает необходимость указывать пре­ дельные отклонения размеров на сборочных чертежах, исполь­ зуется также один из перечисленных выше трех способов: услов­ ными обозначениями, числовыми величинами или смешанными способом. Но на сборочных чертежах проставленные размеры мо­ гут одновременно относиться к двум сопрягаемым деталям (ох­ ватываемой и охватывающей). Для указания того, в какой из де­ талей относятся отклонения, служат два приема:

58

а) предельные отклонения проставляются в виде дроби, в чис­ лителе которой указываются предельные отклонения отверстия,

Рис. 18. Обозначение предельных отклонений на сборочных чертежах.

Объяснения в тексте.

предельные отклонения указываются на чертежах изделий массо­ вого и крупносерийного производства. Это объясняется тем, что многие размеры обрабатываемых деталей выполняются мерным режущим инструментом, имеющим клеймение номинального раз­ мера и поля допуска, а контроль деталей осуществляется предель­ ными калибрами, на которых клеймятся номинальный размер и символическое обозначение отклонений. Наличие символических обозначений обладает также тем преимуществом, что позволяет непосредственно по обозначению отклонений судить о характере принятой посадки на каждой поверхности детали.

1 Это правило соблюдается во всех случаях вне зависимости от того, в какой системе (отверстия илп вала) заданы отклонения, какой способ ука­ заний отклонений принят па чертежах и к каким элементам деталей отно­ сится размер.

59