Л.3 Зєднання та посадки, типи посадок. Граничні зазори і натяги. Допуск посадки.
Різниця розмірів отвору і вала до складання визначає характерз'єднання деталей або посадку, тобто більшу або меншу свободу відносного переміщення деталей або ступінь опору їх взаємному переміщенню.
Три типи зєднань (нерухомі нерознімні, нерухомі рознімні і рухомі) одержують за допомогою трьох груп посадок: посадок з зазором, перехідних посадок та посадок з натягом.
1. Посадки із зазором,або рухомі посадки при яких забезпечується зазор у зєднаннях. Різниця розмірів отвору і вала, якщо розмір отвору більше розміру вала, називається зазором(S) (рис.4,а).
Посадки із зазором забезпечуються тоді, коли складають вали з неосновними полями допусків а, б, с, сd, d, e, еf, f, fg,g, h з основним отвором Н або основний вал h з отворами з неосновними полями допусків А, В, С, СD, D, Е, ЕF, F, FG,GС,Н. Значення значення яких наведенно в довідниках (л.5).
При виготовленні взаємозамінних деталей дійсні розміри у більшості деталей знаходяться між найбільшим і найменшим граничними розмірами або збігаються з ними, тому значення зазорів при складанні партії деталей із застосуванням певної рухомої посадки можуть також змінюватися від найбільшого до найменшого.
Рис.4 Посадки з зазором (а) та натягом (б)
Найбільший зазор буває тоді, коли з'єднують отвір, дійсний діаметр якого дорівнює найбільшому граничному розміру, з валом, дійсний діаметр якого дорівнює найменшому граничному розміру (рис. 5):
Smax = Dmax – dmin = (Dн + ES) – (dн + ei) = ES – ei
Smax = ES – ei
Найменший зазор Smin матимемо при умові, що з'єднується отвір, дійсний діаметр якого дорівнює найменшому граничному роїміру, з валом, діаметр якого дорівнює найбільшому граничному розміру:
Smin = Dmin – dmax = (Dн + EI) – (dн + es) = EI – es
Smin = EI – es
Найбільший і найменший зазори - величини додатні. Якщо ж одержемо від'ємне число, то це буде означати, що у цьому випадку в зєднанні можливий не зазор, а натяг.
Різницю між найбільшим і найменшим зазорами називають допуском зазору ТS або допуском посадки. Ця різниця дорівнює також сумі допусків отвору і вала (рис.5). При посадці з зазором поле допуску отвору розташовується над полем допуска валу.
TS = Smax – Smin = (ES – ei) – (EI – es) = ES – ei –EI + es = (ES – EI) + (es – ei) = TD + Td
Рис. 5. Основні параметри та характеристика зєднання з зазором та його схема
Значення Smin, називається гарантованим зазором. До посадок з зазором відносять і такі, в яких Smin = 0.
Таким чином, зміна величини зазору залежить від величини допусків отвору і вала. Чим вони більші, тобто чим менша точність миготовлення деталей, тим більш можлива зміна величини зазору і, навпаки - чим менші допуски отвору і вала, тим менше змінюється величина зазору в даній посадці. Для зменшення коливання величин зазорів у реальних з'єднаннях треба збільшувати точність виготовлення деталей, які входять у з'єднання.
2. Посадки з натягом.Або пресові посадки характерні тим, що при їх застосуванні завжди забезпечується певна величина натягу.
Натяг N – це додатня різниця між розмірами вала і отвору до складання цих деталей (>) (рис.4,б). Посадки з натягом забезпечуються тоді, коли складають вали з неосновними полями допусків від р до zc: р,r, s, t, и,v, х, у, z, zа, zb, zc, з основним отвором Н, або основні вали hз отворами з неосновними полями допусків від Р до ZC: Р,R, S, Т, U, V, X,Y,Z, ZA, ZВ і ZС.
У такій посадці поле допуску отвору розташовано під полем допуску вала (Рис.5).
При виготовленні взаємозамінних деталей дійсні розміри знаходяться між найбільшим і найменшим граничними розмірами або збігаються з ними, тому натяги при складанні партії деталей із застосуванням певної посадки з натягом можуть також змінюватись від найбільшого до найменшого значення.
Найбільший натяг Nmaxбуде тоді, коли складають вал, виготовлений з дійсним діаметром, що дорівнює найбільшому граничному розміру, з отвором, дійсний діаметр якого дорівнює найменшому граничному розміру:
Nmax = dmax – Dmin = (dн + es) – (Dн + EI) = es – EI
Nmax = es – EI
Найменший натяг Nmin утворюється тоді, коли з'єднується вал, виготовлений з дійсним діаметром, що дорівнює найменшому граничному розміру, з отвором, який має найбільший граничний розмір (рис.6):
Nmin = dmin – Dmax = (dн + ei) – (Dн + ES) = ei – ES
Nmin = ei – ES
Рис. 6. Основні параметри та характеристика зєднання з натягом та його схема
Найбільший і найменший натяги - величини завжди додатні. Якщо, віднімаючи від діаметра вала діаметр отвору, маємо від'ємну величину, то це означає, що замість натягу у цьому з'єднанні можливий зазор.
Допуском посадкидля пресових посадок, або допуском натягу TN називають різницю між найбільшим і найменшим натягами, яка також дорівнює сумі допусків отвору і вала:
TN = Nmax – Nmin = (es – EI) – (ei – ES) = es – EI – ei + ES= (es – ei) + (ES – EI) = Td + TD
Допуск посадки визначає, як може змінюватись натяг під час складання великої партії деталей. При даній посадці він залежатиме тільки від точності виготовлення деталей, що з'єднуються (валів і отворів).
3. Перехідні посадка.Займають проміжне положення між пресовими і рухомими посадками.
Перехідною посадкою називається посадка, при якій можливе одержання як зазору, так і натягу. У такій посадці поля допусків отвору і вала цілком або частково перекривають один одного (Рис.7).
Якщо з'єднаємо вал, виготовлений з найбільшим граничним розміром, з отвором, який має найменший граничний розмір, то матимемо найбільший натяг. І навпаки, якщо з'єднаємо вал, виготовлений з найменшим граничним розміром, з отвором, який має найбільший граничний розмір, то дістанемо найбільший зазор. Перехідні посадки одержують, коли складають вали з неосновними полями допусків js, j, k, т і п з основним отвором Н, або основні вали hз отворами з неосновними полями допусків Js, J, К, М, N.
Рис.7 Основні параметри та характеристика перехідного зєднання та його схема
Різні перехідні посадки забезпечують різну ймовірність одержання зазорів і натягів.
Smax = Dmax – dmin = (Dн + ES) – (dн + ei) = ES – ei
Smax = ES – ei
Nmax = dmax – Dmin = (dн + es) – (Dн + EI) = es – EI
Nmax = es – EI
Найбільший зазор перехідної посадки часто представляють у вигляді негативного найменшого натягу, тобто
Nmin = – Smax = ei –ES
Допуск посадки (допуск натягу або допуск зазору) для перехідної посадки:
TN = TS = Nmax – Nmin = Smax – Smin = (es – EI) – (ei – ES) = (ES – ei) – (EI – es) = TD + Td
Таким чином, для будь-якої посадки, незалежно від її типу, допуск посадки є сума допусків отвору і вала, що складають з'єднання.
Внаслідок коливання розмірів деталей під час виготовлення, значення зазорів або натягів під час складання вузлів із деталей будуть коливатися.
Дійсним зазором і дійсним натягом називають відповідний зазор або натяг, який визначає різницю дійсних розмірів отвору і валу.
В з'єднаннях, де необхідним є зазор, дійсний зазор повинен коливатися між двома граничними зазорами, які називають найбільшим і найменшим зазорами (Smax, Smin) вони визначаються виходячи з службового призначення з'єднання.
Відповідно в з'єднаннях, де необхідним є натяг, дійсний натяг повинен знаходитися між найбільшим і найменшим натягом, які визначаються з службового призначення деталі.
Конструктор призначає посадку у вигляді визначених поєднань полів допусків отвору і вала. Граничні зазори і натяги кресленнями не встановлюються.
Таким чином допуск посадки, незалежно від 3-х типів, дорівнює сумі допусків отвору і вала.
Середні зазори:
Середній натяг:
В перехідній:
Рис.8 Приклад зображення посадок
а) з зазором; б) перехідна; в) з натягом
а) б)
в)
Рисунок 4 – Типы посадок