3. Выбор посадок гладких цилиндрических соединений

3.1. Выбор переходной посадки

Переходные посадки используются в неподвижных разъёмных соединениях для точного центрирования деталей.

В этих посадках поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью, поэтому из партии деталей в сопряжении возможно получение как зазора, так и натяга. Сочетание наибольшего диаметра отверстия D_max с наименьшим диаметром вала d_min даёт наибольший зазор:

S_max = D_max - d_min (3.1)

При наибольшем предельном размере вала d_max и наименьшем предельном размере отверстия D_min получается наибольший натяг:

N_max = d_max - D_min (3.2)

В качестве переходных посадок ГОСТ 25346-82 (СТ СЭВ 144-75) предусматривает следующие:

H/j_s, H/k, H/m, H/n — в системе отверстия;

J_s/h, K/h, M/h, N/h — в системе вала.

Эти посадки характеризуются малыми зазорами и натягами; они предусмотрены только в 4–8-м квалитетах, точность валов в них на один квалитет выше точности отверстия.

Для гарантии неподвижности одной детали относительно другой их дополнительно крепят шпонками, винтами и т. д.

Выбор переходных посадок производят, исходя из требуемой точности центрирования и лёгкости сборки и разборки соединения. Точность центрирования определяется величиной F_r радиального биения втулки на валу, возникающего при одностороннем смещении втулки из-за зазора.

Погрешности формы сопрягаемых поверхностей, смятие неровностей и износ деталей при повторных сборках и разборках увеличивают радиальное биение. Поэтому для создания запаса точности в переходных посадках наибольший зазор S_max необходимо определять по следующей формуле:

S_max = F_r/K_T, (3.3)

где K_T = 2–5 - коэффициент запаса точности.

В курсовой работе необходимо подобрать переходную посадку по заданному радиальному биению и коэффициенту запаса точности, построить схему расположения полей допусков для выбранной посадки с указанием предельных отклонений, рассчитать предельные размеры отверстия и вала, рассчитать значения допусков отверстия и вала, рассчитать наибольший зазор и наибольший натяг посадки, определить вероятное количество сопряжений с зазором и натягом, исходя из предположения, что рассеяние действительных размеров отверстий и валов подчинено нормальному закону распределения случайных величин.

Пример

Для переходной посадки, указанной на схеме, определим номинальный диаметр, замерив его на сборочном чертеже и округлив до ближайшего значения из ряда [2]. Радиальное биение и коэффициент запаса точности выберем из задания по своему варианту.

Дано, например,: номинальный размер Ø 50;

радиальное биение F_r = 90 мкм;

коэффициент запаса точности K_T = 3.

Для обеспечения заданного радиального биения максимальный зазор S_max в переходной посадке не должен превышать (3.3)

S_max = 90/3 = 30 мкм.

Прежде чем выбрать посадку, определимся с системой образования посадки. В рассматриваемом примере примем систему вала. В курсовой работе выбор системы образования посадки необходимо обосновать.

Примем поле допуска основного вала 50 h6 и по таблицам стандартов [2] определим цифровые значения предельных отклонений: верхнее es = 0; нижнее ei = -16 мкм. Для того, чтобы максимальный зазор не превышал 30 мкм верхнее отклонение отверстия ЕSне должно быть больше 14 мкм (). Ближайшим полем допуска отверстия является 50 J_s7 c предельными отклонениями: ЕS = 12 мкм; ЕI = -12 мкм. Для выбранной переходной посадки построим схему расположения полей допусков (рис. 3.1) и определим:

наибольший предельный размер отверстия D_нб = 50,012 мм;

наименьший предельный размер отверстия D_нм = 49,988 мм;

наибольший предельный размер вала d_нб = 50,000 мм;

наименьший предельный размер вала d_нм = 49,984 мм;

допуск отверстия TD = 24 мкм;

допуск вала Td = 16 мкм;

наибольший зазор S_max = 28 мкм;

наибольший натяг N_max = 12 мкм;

средний зазор S_ср = 8 мкм, который соответствует средним размерам деталей и определяется по формуле:

, (3.4)

где - серединное отклонение отверстия;

- серединное отклонение вала.

Рис. 3.1. Схема расположения полей допусков переходной посадки

Определим вероятность получения в данной посадке зазоров и натягов, считая, что рассеяние размеров подчиняется нормальному закону, который описывается кривой Гаусса (рис. 3.2). На расстоянии х = S_ср = 8 мкм от оси у находится ордината, соответствующая нулевому зазору (натягу). Заштрихованная на рис. 3.2 площадь характеризует вероятность получения соединений с зазором, незаштрихованная – с натягом. Вся площадь под кривой соответствует общему числу сопряжений данной посадки, т. е. вероятность равна 1, или 100%.

Рис.3.2. Кривая Гаусса для закона нормального распределения

При законе нормального распределения среднее квадратическое отклонение σ определяется по формуле

, (3.5)

где TD - допуск отверстия;

Td - допуск вала,

а относительное отклонение z равно:

.

Определим диапазон рассеяния зазоров и натягов R , допуск посадки Т и покажем их на рис. 3.2.

; (3.6)

Т = TD + Td = 24 + 16 = 40 мкм. (3.7)