Файл: Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник.pdf

нормальной температуре, должен быть увеличен на А, для ком­ пенсации температурной деформации деталей соединения при ра­ боте механизма:

Aty и At, — разность между действительной (рабочей) тем­ пературой вала и вкладыша и нормальной температурой;

d — номинальный диаметр соединения, мм.

При выборе посадок необходимо учитывать отношение I к d: чем оно меньше, тем наименьший зазор должен быть меньше.

Переходные посадки используются в неподвижных разъемных соединениях для центрирования деталей, которые могут периоди­ чески передвигаться вдоль вала или быть сменными. Эти посадки характеризуются малыми зазорами и натягами, что, как правило, позволяет собирать детали при небольших усилиях (вручную или при помощи молотка). Для гарантии неподвижности одной детали относительно другой они дополнительно крепятся шпон­ ками, стопорными винтами и другими крепежными средствами.

Сочетание высокой точности центрирования с относительной легкостью сборки и разборки соединения при постоянстве неболь­ ших усилий возможно лишь при небольших натягах и зазорах. Вследствие этого переходные посадки предусмотрены только в 1 . 2-м и 2а классах, а для размеров менее 1 мм и в 3-м классе точности.

В переходных посадках (см. рис. 79) при сочетании наиболь­ шего предельного размера вала и наименьшего предельного раз­ мера отверстия всегда получается наибольший натяг, при сочета­ нии наибольшего предельного размера отверстия и наименьшего предельного размера вала — наибольший зазор (за исключением глухой посадки 1-го класса). При средних размерах отверстия и вала получается: в глухой и тугой посадках — натяг, в напря­ женной и плотной — зазор (за исключением напряженной посадки 1-го класса точности).

Выбор переходных посадок определяется требуемыми точно­ стью центрирования и легкостью сборки и разборки соединения. Точность центрирования определяется величиной Е0 радиального биения втулки на валу (или вала во втулке), возникающего при зазоре и одностороннем смещении вала в отверстии. Погрешности

220

формы и расположения поверхностен сопрягаемых деталей, смя­ тие неровностей, а также износ деталей при повторных сборках и разборках будут увеличивать радиальное биение. Поэтому для компенсации указанных погрешностей, а также для создания за­ паса точности необходимо наибольший допустимый зазор в сое­ динении определять по формуле

где К г — 2 -и 5 — коэффициент запаса точности.

точности (для интер­ вала диаметров 50—

80мм)

*Степень легкости сборки и разборки соединений с переход­ ными посадками, так же как и характер этих посадок, опреде­ ляется вероятностью получения в них зазоров и натягов (рис. 84). Рассмотрим методику подсчета ожидаемого количества соединений

снатягами и зазорами в этих посадках.

Ддно соединение 0 60^- (рис. 85). Натяг может быть в пре­

делах от 0 до 30 мкм, а зазор от 0 до 20 мкм. Допуск посадки, равный сумме допусков вала и отверстия^ составляет 50 мкм.

221

Будем считать, что рассеяние размеров отверстия и валов, а также зазоров (натягов) подчиняется закону нормального рас­ пределения и допуск деталей равен величине ноля рассеяния, т. е. 6 — бст. Учитывая принятые условия, получим

Среднее квадратическое отклонение суммарной совокупности

При средних значениях размеров отверстия и вала получается натяг 5 мкм (см. рис. 85). Заштрихованная площадь характеризует вероятность получения соединений, с натягом. Вычислим вероят­ ность значений натяга в пределах от 0 до 5 мкм, т. о. найдем пло­ щадь, ограниченную линией симметрии кривой и ординатой, расположенной на расстоянии 5 мкм от линии симметрии.

зуясь таблицей значений функций Ф (г) (см. приложение 2), находим, что вероятность натяга в пределах от 0 до 5 мкм состав­ ляет Ф (z) = 0,2967. Вероятность получения натягов в соедине­ нии 0,5 + 0,2967 -- 0,7967, или 79,67%. Вероятность получения зазоров (незаштрихованиая площадь иод кривой распределения) 1 — 0,7967 — 0,2033, или 20,33%. Величины натяга — 5 — Зст —

— —23 мкм и зазора —5 + За — +13 мкм будут практически предельными зазором и натягом. Такой расчет является прибли­ женным, так как он не учитывает возможности смещения центра группирования относительно середины поля допуска вследствие систематических погрешностей.

При выборе переходных посадок необходимо учитывать опыт применения этих посадок в проверенных длительной работой ана­ логичных машинах, работающих в тех же условиях, что и проек­ тируемый узел. При высоких требованиях к точности центриро­ вания, а также при больших, особенно ударных нагрузках и вибрациях назначают посадки с большим средним натягом, т. е. глухую или тугую. Чем чаще требуется разборка (сборка) узла, чем она менее удобна и чем больше опасность повреждения других деталей соединения (особенно подшипников качения), тем с мень­ шим натягом следует выбирать переходные посадки, т. е. приме­ нять напряженную или плотную посадку. При уменьшении l/d зазор в соединения может быть уменьшен.

Соотношение наибольшего натяга в глухой, тугой, напряжен­ ной и плотной посадках составляет примерно 4 : 3 : 2 : 1.

222

I лухие погадки 1 ; ^ и 'J2~ на, нсо\' переходных характери­

зуются наибольшими средними натягами. ,')ти посадки назначают в соединениях при передаче значительных усилий, наличии уда­ ров и виораций, а также для тонкостенных втулок, не позволяю­ щих применять крепежные детали. Соединения собирают при по­ мощи пресса. Глухие посадки назначают преимущественно для сое­ динений, разбираемых только при капитальном ремонте изделия.

чем глухие, однако разъем соединений все же осуществляется со значительными усилиями. Поэтому такие посадки назначают при значительных статических или небольших динамических нагруз­ ках, когда разборка — сборка соединения производится редко. При длине сопряжения, превышающей 1,5 диаметра, тугая по­ садка может заменить глухую. Поле допуска Т не предпочти­

близкие к нулю; это упрощает процессы сборки и разборки (кото­ рые производятся вручную или при помощи деревянного молотка) и обеспечивает хорошее центрирование. Поэтому такие посадки назначают чаще других переходных посадок (например, для по­ садки на шпонках шкивов, зубчатых колес, муфт).

венно зазор и применяются для деталей часто разбираемых узлов, а также в тех случаях, когда сборка затруднена. При повышенных требованиях к точности центрирования эти посадки следует за­ менять напряженными.

Посадки е натягом предназначены для получения неподвиж­ ных неразъемных соединений без дополнительного крепления деталей, хотя иногда и в этом случае используются шпоночные, штифтовые и другие средства крепления, например маховик на коническом конце коленчатого вала двигателя. Относительная неподвижность деталей обеспечивается за счет сил сцепления (трения), возникающих на контактирующих поверхностях вслед­ ствие их деформации, создаваемой натягом при сборке соедине­ ния. Благодаря надежности и простоте конструкции деталей и сборки соединений эти посадки применяют во всех отраслях ма­ шиностроения, например, при сборке осей с колесами на железно­ дорожном транспорте, венцов со ступицами червячных колес, втулок с валами, составных коленчатых валов, вкладышей под­ шипников скольжения с корпусами и т. д.

Надежность посадок с натягом зависит от механических свойств материалов соединяемых деталей, шероховатости и погрешностей

223

формы их поверхностей, конструктивных п технологических факторов, величины натяга, условий эксплуатации и т. д. Многие из указанных факторов трудно нормализовать, и они не могут быть учтены при расчете. Поэтому рекомендуется в ответственных случаях выбранную посадку проверять экспериментально. Посадка считается годной, если при наименьшем натяге гарантируется неподвижность соединения, а при наибольшем — прочность сое­ диняемых деталей. При этих условиях соединение будет переда­ вать заданный крутящий момент или осевую силу, а детали будут выдерживать без разрушения напряжения, вызванные натягом и другими факторами.

Рис. 86. Эскизы к расчету посадок с натягом

Расчет и выбор посадок с натягом. Рассмотрим общий случай расчета посадок с натягом, когда соединение состоит из полого вала и втулки (рис. 86, а). Разность между диаметром вала и внутренним диаметром втулки до сборки определяет величину натяга А. При запрессовке деталей произойдет растяжение втулки на величину Ад и одновременно сжатие вала на величину Ав, причем А = Ад + Ав. Из задачи определения напряжений и пере­ мещений в толстостенных полых цилиндрах (задача Ламэ) известны зависимости

224