Взаимозаменяемость

Под выбором  посадки понимается определение  основных отклонений вала и отверстия  для получения требуемого характера  сопряжения.

Посадки с зазорами предназначены для  подвижных и неподвижных соединений деталей.

Посадок с зазором предусмотрено во всех системах посадок значительно больше, чем посадок с натягом и  переходных, так как чаще требуется, чтобы одна деталь соединялась с  другой без запрессовки.

Иногда  даже детали, предназначенные для  последующего соединения сваркой или  винтами, предварительно соединяют  друг с другом по посадке с зазором.

Зазор в  подвижных соединениях служит для  многих целей, например, для обеспечения  свободного относительного перемещения, размещения смазки, компенсации температурных  деформаций, компенсации отклонений формы сопрягаемых поверхностей и отклонений взаимного расположения элементов деталей, для облегчения процесса сборки и компенсации ошибок монтажа и т.д.

Зазоры  применяют в неподвижных соединениях  для облегчения сборки, а неподвижность  обеспечивают последующим креплением винтами, штифтами, шпонками и т.п.

Посадки в системе отверстия должны использоваться в первую очередь, посадки в системе вала имеют аналогичные характеристики.

Под каждой посадкой в системе ЕСДП указаны  аналогичные посадки в системе  ОСТ.

Посадки переходные предназначены для неподвижных  соединений, которые служат для обеспечения  хорошего центрирования сопрягаемых  поверхностей и должны легко разбираться.

Натяги  и зазоры в этих посадках небольшие  и не могут передавать значительные крутящие моменты и потому применяются  с дополнительным креплением шпонками, штифтами, винтами и т.п.

Наиболее  широко переходные посадки применяют  при установке подшипников качения.

Назначают переходные посадки чаще всего с  учетом опыта применению аналогичных, хорошо себя зарекомендовавших на практике соединений.

Посадки с натягом предназначены для  неподвижных неразъемных соединений, как правило, без дополнительного  крепления. Неподвижность достигается  за счет внутренних напряжений на поверхностях контакта, вследствие упругих деформаций.

Посадку с натягом получают при сборке деталей под прессом, с нагреванием  охватывающей детали (отверстия) или  охлаждением охватываемой детали (вала).

Величину  достаточного и допустимого натяга определяют из условия обеспечения  передачи заданных нагрузок и прочности  сопрягаемых деталей.

Обоснованный  выбор допусков и посадок различного вида должен базироваться на результатах  технико-экономических расчетов.

 

3 РАСЧЕТ ПОСАДОК

3.1 Шкив – вал (16мм) H7/g6

Для данного  соединения систему посадки можно  выбрать любую.

Принимаем систему отверстия как предпочтительную.

Выбираем  посадку H7/g6 – отверстие в 7 квалитете, вал в 6 квалитете, обозначение размера отверстия Ø16H7, вала Ø16g6.

Определяем  предельные отклонения вала и отверстия.

 

Таблица 3.1. Предельные отклонения деталей

Отклонения, мм	Ø16H7/g6
	Ø16H7	Ø16g6
Es, es	+0,018	–0,006
Ei, ei	0,00	–0,017

 

Рисунок 3.1. Схема расположения полей допусков для соединения ØH7/g6

 

Вычислим  предельные размеры, допуски на размеры  отверстия и вала, предельные зазоры и натяги и допуски посадок.

D_max = D + ES = 16 + 0,018 = 16,018

D_min = D + EI = 16 + 0,00 = 16,00

T_D = D_max – D_min = 16,018 – 16,00 = 0,018

d_max = d + es = 16 – 0,006 = 15,994

d_min = d + ei = 16 – 0,017 = 15,983

T_d = d_max – d_min = 15,994 – 15,983 = 0,011

  T_d = es – ei = –0,006 – (–0,017) = 0,011

S_max = D_max – d_min = 16,018 – 15,983 = 0,035

S_min = D_min – d_max = 16,00 – 15,994 = 0,006

T_n = T_D + T_d = 0,018 + 0,011 = 0,029

T_n = S_max – S_min = 0,035 – 0,006 = 0,029

 

3.2 Вал – втулка (30мм) H7/g6

Для данного  соединения систему посадки можно  выбрать любую. Принимаем систему  отверстия как предпочтительную. Выбираем посадку H7/g6 – отверстие в 7 квалитете, вал в 6 квалитете, обозначение размера отверстия Ø25H7, вала Ø25g6.

Определяем  предельные отклонения вала и отверстия.

 

Таблица 3.2. Предельные отклонения деталей

Отклонения, мм	Ø25H7/g6
	Ø25H7	Ø25g6
Es, es	+0,021	–0,007
Ei, ei	0,00	–0,020

Рисунок 3.2. Схема расположения полей допусков для соединения ØH7/g6

Вычислим  предельные размеры, допуски на размеры  отверстия и вала, предельные зазоры и натяги и допуски посадок.

D_max = D + ES = 25 + 0,021 = 25,021

D_min = D + EI = 25 + 0,00 = 25,00

T_D = D_max – D_min = 25,021 – 25,00 = 0,021

d_max = d + es = 25 – 0,007 = 24,993

d_min = d + ei = 25 – 0,020 = 24,980

T_d = d_max – d_min = 24,993 – 24,980 = 0,013

  T_d = es – ei = –0,007 – (–0,020) = 0,013

S_max = D_max – d_min = 25,021– 24,980= 0,041

S_min = D_min – d_max = 25,00 – 24,993= 0,007

T_n = T_D + T_d = 0,021 + 0,013 = 0,034

T_n = S_max – S_min = 0,041 – 0,007 = 0,034

 

3.3 Кольца подшипника качения – вал – корпус

(d = 25мм, D = 62мм, В = 17мм)

 

Рисунок 3.3. Общий вид подшипника качения

 

Выбор посадок зависит  от вида нагружения колец подшипника: так как вращается вал, то наружное кольцо испытывает местное нагружение, а внутреннее – циркулярное.

Для соединения наружного  кольца с корпусом при местном  виде нагружения, нормальном режиме работы и неразъемном корпусе с отверстием под подшипник принимаем Ø62J_S7.

Для соединений внутреннего  кольца с валом при циркуляционном нагружении выбор посадки производится в зависимости от величины нагрузки, определяемой по таблице на основе расчета по формуле

Для соединения внутреннего  кольца подшипника с валом из таблицы  принимаем поле допуска – Ø25n6.

Предельные отклонения для  обработки отверстия в корпусе  Ø62J_S7 и вала Ø30n6

Отклонения для колец  подшипника

Соединения отверстия  с наружным кольцом подшипника и  соединение вала с внутренним кольцом  подшипника

3.4 Шпоночное соединение (ГОСТ 23360-78), зазоры и натяги

В расчетах используем следующие  данные:

• ширина шпонки b = 5мм;
• глубина паза вала t₁ = 3мм;
• высота шпонки h = 5мм;
• поле допуска шпонки по g6;
• поле допуска паза втулки D10;
• поле допуска паза вала H9.

Поле допуска шпонки g6, поле допуска паза втулки D10, поле допуска паза вала Н9 характерны для нормального соединения с призматической шпонкой, назначение посадок – серийное и массовое производство.

Рисунок 3.4. Шпоночное соединение

 

Принимаются основные размеры соединения с призматическими  шпонками (по ГОСТ 23360-78):

• диаметр вала d = 16мм;
• номинальные размеры шпонок:

1. ширина шпонки b = 5мм;

2. высота шпонки h = 5мм;
3. фаска s = 0,5мм;

     длина шпонки l = 34мм;

• номинальные размеры паза:

1. глубина на валу t₁ = 3мм;

2. глубина во втулке t₂ = 2,5мм;
3. радиус закругления r = 0,35 мм.

 

4.  Резьбовое соединение М24×1

Принимаем длину свинчивания l = 10мм.

М20 – резьба метрическая с шагом P = 1мм, внешний диаметр d = 20 мм .

Рассчитываем  средний и внутренний диаметры болта  и гайки

Длина свинчивания l = 10 мм относится к группе N.

Поле  допуска резьбы болта 6h, поле допуска резьбы гайки 6G.

• Предельные диаметры болта:
• d_2max = 20,051мм;
• d_2min = 20,051 – 0,200 = 19,851мм (нижнее отклонение равно 200 мкм для поля допуска диаметра 6h);
• d_max = 20 мм;
• d_min = 20 – 0,375 = 19,625 мм (нижнее отклонение равно 375 мкм для поля допуска диаметра 6h);
• d_1max = 16,752;
• d_1min не нормируется.

Предельные диаметры гайки:

• D_2max = 20,051+0,313 = 20,364 мм (верхнее отклонение равно 313 мкм для поля допуска 6G);
• D_2mix = 20,051+0,048 = 20,099 мм (нижнее отклонение равно 48 мкм для поля допуска 6G);
• D_max не нормируется;
• D_min = 20+0,048 = 20,048 мм (нижнее отклонение равно 48 мкм для поля допуска диаметра 6G);
• D_1max = 16,752+0,548 = 21,3 мм (верхнее отклонение равно 548 мкм для поля допуска 6G);
• D_1mix = 20,752+0,048 = 24,8 мм (нижнее отклонение равно 48 мкм для поля допуска 6G).

 

 

4 ВЫБОР ТОЧНОСТИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС И ПЕРЕДАЧ, РАСЧЕТ ПРЕДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ВЕЛИЧИНЫ БОКОВОГО ЗАЗОРА

Принимаем т = 5 и z = 25.

Определяется  делительный окружной шаг и делительный  диаметр

В данном случае выбираем скорость зубчатой пары – 15 м/с, тогда степень точности для данной зубчатой пары равна 6, т.е. данная пара кинематически отсчетная и должна обеспечивать плавность работы на повышенных скоростях вращения и бесшумность работы.

Степень по нормам контакта зубьев принимаем  такой же, как и по нормам плавности, т.е. равной 6, т.к. передача кинематически  отсчетная.

Степень кинематической точности принимаем  на одну ступень больше, чем для  норм плавности, т.е. равную 5. 

По нормам бокового зазора для m=5 мм и сопряжения А принимаем класс отклонения межосевого расстояния VI.

Гарантированный боковой зазор:

• минимальная величина бокового зазора (табличная величина)

• максимальная величина бокового зазора

Допуски и отклонения на нормы плавности:

• предельное отклонение шага, f_pt =±10;
• норма контакта зубьев b=32 мм;
• допуски f_х =9 мм, f_у =5 мм;
• отклонение профиля зуба F_β=9 мм;
• суммарное пятно контакта
• по высоте 50%
• по длине 70%;
• вид сопряжения А;
• вид допуска бокового зазора а;
• класс отклонения межосевого расстояния VI;
• диапазон степенной точности по нормам плавности 3-11;
• шероховатость R_а=1,6 мкм.

 

 

 

 

5 ОБОЗНАЧЕНИЕ НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ ШЕРОХОВАТОСТЕЙ, ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже  для всех выполняемых по данному  чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме  поверхностей, шероховатость которых  не обусловлена требованиями конструкции.