Выбор а назначение посадок с натягом

Примерные области применения некоторых рекомендуемых посадок с натягом (на примере посадок в системе отверстия).

НЕПОДВИЖНЫЕ ПОСАДКИ

• Посадка Н7/p6 (предпочтительная) - для соединений тонкостенных деталей и при воздействии небольших нагрузок; Н7/r6 (предпочтительная) - для соединения кондукторных втулок с корпусом кондуктора; H7/s6 (предпочтительная) - для соединения центральной колонны крана о основанием; Н7/u7- для соединения ступицы и венца червячного колера, втулок подшипников скольжения в изделиях тяжелого машиностроения;

Н8 /x8, H8/z8, характеризующаяся самыми большими гарантированными натягами, - для соединений, воспринимающих большие нагрузки.

Выбор способа получения соединения (под прессом, нагревом охватывающей или охлаждением охватываемой детали и др.) зависит от конструкций деталей, их размеров, требуемого натяга и других факторов. Прочность соединений с натягом можно повысить путем нанесения на детали гальванопокрытий, правильного выбора конструктивных форм деталей технологических факторов при сборке и т.д.

Надежность посадок с натягом зависит от механических свойств материалов соединяемых деталей, шероховатости и отклонений формы их поверхностей, конструктивных факторов, натяга, метода оборки соединения. условий эксплуатации и т.д. Многие из указанных факторов трудно нормализовать и учесть при расчете, поэтому в ответственных случаях выбранную посадку рекомендуется проверять экспериментально,

Посадку считают годной, если при наименьшем натяге гарантируется неподвижность соединения, а при наибольшем - прочность соединяемых деталей. При этих условиях соединение передает заданные крутящий момент или осевую силу, а детали выдерживают без разрушения напряжения, вызванные натягом и другими факторами.

Наиболее обоснованным и предпочтительным методом выбора посадок в данном случае является расчетный.

В этом случае в результате специального расчета неподвижного соединения определяют наибольшие и наименьшие Функциональные (расчетные) натяги Nmax.ф. и Nmin.ф. Они называются функциональными, так как рассчитываются из условия обеспечения заданных условий функционирования соединения. Например, передача крутящего момента или осевой силы происходит благодаря гарантированному натягу Nmin.ф.(благодаря силам сцепления, вследствие деформации деталей при оборке). И, наоборот Nmax.ф. получается в результате расчета, исходя из условия, прочности охватываемой детали (при больших значениях натяга возможно разрушение охватывающей детали).

Итак будем считать, что наименьший Nmin.ф. наибольший Nmax.ф. функциональные натяги получены в результате специального расчета, и нам необходимо выбрать наиболее подходящую для данного случая стандартную неподвижную посадку, то есть выбрать допуски и предельные верхние и нижние отклонения на вал и отверстие и проставить размеры с найденными значениями отклонений на чертежах.

Так как функциональные натяги Nmax.ф. и Nmin.ф. являются заданными, то при выборе посадки должны выполняться условия:

Nmax.ф. ³ Nmax. (9)

Nmin.ф. £ Nmin (10)

где Nmax. и Nmin.- соответственно наибольший и наименьший натяги для какой-либо посадки,

Долговечность и надежность работы соединения повышается, если обеспечен запас прочности соединения при эксплуатации DN^э проч., равный

DN^э_проч. = Nmin._ф - Nmin. (11)

Если при выборе посадки требуется обеспечить некоторый запас прочности при эксплуатации, то условие (10) заменяется условием (12);

Nmin._ф. £ Nmin+ DN^э_проч. (12)

Иногда требуется обеспечение запаса прочности при изготовлении DN^э_проч., равного

DN^и_проч £ Nmax._ф - Nmax.

Nmax._ф ³- Nmax + DN^и_проч (13)

В этом случае аналогичным образом изменяется условие (9). Рассмотрим два примера выбора посадок с натягом, имеющих следующие особенности:

Пример 4.1. Отсутствует требование обеспечения запаса прочности,

Пример 4.2. Задан необходимый запас прочности при эксплуатации.

Пример 4,1.

Дано:

Nmax.ф. = 170 мкм

Nmin.ф. = 50 мкм

d = 80 мм

Рисунок 4‑1. Исходные положения выбора посадок с натягом

Будем выбирать посадку в системе отверстия. Для образования посадки с натягом необходимо, чтобы поле допуска вала, находилось над полем допуска отверстия, как

показано на рис.4-1. В этом случае основное отклонение отверстия будет Н, равное 0 (см. рис.4-1.). Основное отклонение вала неизвестно и ориентировочно его значение может быть определено только при наличии допусков.

По условиям (9) к (10) необходимо определить квалитеты отверстия и вала и основное отклонение вала, обозначенные условно вопросами пока неизвестные нам величины.

Из рис.4-1 видно, что разность Nmax.ф.- Nmin.ф. равна сумме величин допусков отверстия ТD и вала Td.т.е.

Nmax. - Nmin = TD+Td (14)

Подставляя в это равенство заданные нам функциональные натяги можно, используя (9) и (10), записать

Nmax.ф. - Nmin.ф.³ TD+Td (15)

и определить необходимые квалитеты для отверстия и вала.

Подставляя заданные величины в (15), получим

170 - 50 = 120 ³ TD+Td

и по табл. П.1. находим, что подойдет сумма допусков по 9-му и 8-му квалитетам, так; как

74 + 46 = 120

Однако из табл., П.З. видно, что посадок с натягом в 9-ом квалитете нет, поэтому принимаем для отверстия и вала 8-ой квалитет,

Таким образом, поле допуска отверстия определено - Н8. Остается определить основное отклонение вала. которое в данном случае является его нижним отклонением ei и фиксирует положение этого поля. А пока будем считать, что поле допуска может перемещаться не выходя за Nmax.ф сверх и за Nmin снизу.

Из условия обеспечения необходимых наименьшего и наибольшего натягов можно определить допустимые границы местоположения нижнего отклонения вала ei:

eimin ³ ES + Nmin.ф

eimax £ Nmax.ф. +Td (16)

Для рассматриваемого примера, зона возможного существования основного отклонения ei будет:

eimin ³ 46+50=96,

eimax £ 170 - 46 =124

По табл. П.5. определяем, что в этот интервал попадают основные отклонения u = 102мкм и V = 120мкм. Отклонение V как видно из табл. П.3., не является рекомендуемым. Следовательно, выбираем посадку Æ 80 H8/u8, схема расположения полей допусков для которой,. приведена на рис.4-2. а обозначение на чертежах на рис.4-3.

В этой посадке получились:

-действительный запас прочности при эксплуатации

DN^э_{пр.дейст..} = Nmin. - Nmin.ф = 6мкм (17)

-и действительный запас прочности при изготовлении

Рисунок 4‑2. Положения полей допусков посадки с натягом

.

DN^и_{пр.действ.} = Nmax._ф - Nmax (18)

Рисунок 4‑3. Сборка и детали посадки с натягом.

Пример 2

Выбрать посадку для условий 1-го. примера,где:

Nmaxф=170мкм

Nminф=50мкм

D=80мм,

обеспечив, кроме того, запас прочности при эксплуатации

DN^э_проч. = 20 мкм.

В данном случае вместо условия (14) необходимо использовать условие.

_. Nmax._ф - Nmin - DN^э_{пр.действ} ³ TD+Td (19)

Тогда

170 - 50 - 20 = 100 ³ TD+Td

Дальнейшее решение ведется аналогичным образом.

По табл. П.1. выбираем 8-ой квалитет для отверстия и для вала, т.к.,

46+46 < 100

Область допустимых значений ei определяем из условий:

eimin ³ ES + N_min.ф. +_DN^э_проч.

eimax £ N_max.ф. -Td (17)

eimin ³ 46 + 50 + 20= 116

eimax £ 170 - 46 = 124 (18)

Из табл. П.5, находим, что в эту область значений попадает основное отклонение v=120, т.е. необходима посадка Æ80 H8/v8, которая, как видно из табл. П.5., не является рекомендуемой. Поэтому, с целью выбора рекомендуемой посадки можно уменьшить допуски вала или отверстия, или оба сразу, взяв меньший квалитет и попытаться подобрать посадку в другом (более точном) квалитете.

Так как в данном примере необходим переход от 8-го к 7-му квалитету, который достаточно просто обеспечивается при таких видах обработки, как например, шлифование, то примем для отверстия и вала 7-ой квалитет. Допуск по 7-ому квалитету равен 30 мкм. По формулам (17) определим:

eimin ³ 30 + 50 + 20 = 100

eimax £ 170 - 30 = 140

По сравнивании с (18) видно, что уменьшение квалитета обеспечивает расширение диапазона допустимых значений и теперь, как видно из табл. П.5, в него кроме отклонения V, равного 120 мкм, падает отклонение (U равное 102 мкм.

Следовательно, окончательно, выбираем посадку Æ80 H7/u7,. которая, входит, (см. табл. П.3.) в ряд рекомендуемых. Æ80 H7/u7.Результаты решения задачи показаны на рис 4-4 и 4-5. Как видно реальный запас прочности при эксплуатации составит 22мкм,что входит в заказанные пределы.

Рисунок 4‑4. Положения полей допусков посадки с натягом при учёте запаса прочности.

Рисунок 4‑5 Сборка и детали посадки с натягом, и с запасом прочности.

Дата добавления: 2015-04-30