Назначение посадки расчетным методом

Расчетный метод используется в том случае, когда по условиям эксплуатации механизма предельные значения зазоров или натягов ограниченны, например, для подшипников скольжения, ответственных прессовых соединений и т.д.

Расчет посадки осуществляется в следующей последовательности:

1) по результатам анализа конструкции узла определяется система посадки. В большинстве случаев посадки осуществляются по системе отверстия как предпочтительной. Типовые случаи назначения посадок по системе вала – см. 1.1;

2) рассчитывается допуск посадки по заданным характеристикам:

TS = S _max– S _min или TN = N _max– N _min;

3) по известному номинальному размеру определяется число единиц допуска посадки a _S(N),которое характеризует относительную точность:

TS (TN) = a _S(N) i = TD + Td = a _D i + a _d i = i (a _D + a _d),

a _S(N) = TS (TN)/ i,

где a _D + a _d = a _S(N)– количество единиц допуска посадки с зазором (натягом), выраженное через a _Dи a _d – числа единиц допуска отверстия и вала соответственно.

Значение i = 0,1 IT 6берется по таблице 1.1 для интервала размеров, в котором находится номинальный размер отверстия или вала.

Таблица 1.5 – Рекомендации по применению стандартных посадок ЕСДП

Тип посадки и вид сопряжения	Области применения
Посадки с зазором
H / h (скользящие посадки)	Используются в неподвижных соединениях при невысокой точности центрирования, когда передача крутящего момента выполняется через шпонку, для часто разбираемых соединений, для точного направления при возвратно–поступательном движении. Наименьший зазор равен нулю, наибольший – сумме допусков вала и отверстия. Применяются в квалитетах с 4-го по 12-й
	Широко используемая посадка: сменные шестерни на валах металлообрабатывающих станков, фрезы на оправках, центрирующие корпуса (стаканы) под подшипники качения, поршни в цилиндрах пневматических сверлильных машин
	То же назначение, что и посадка H 7/ h 6, но с более широкими допусками и при большей длине соединения
(H 8/ h 9)	Центрирующие промежуточные (стаканы) корпуса подшипников, сменные шестерни, шкивы на концах валов, ползуны на призматических шпонках, направляющие стержни в опорах, кронштейны на колоннах
; (H 10/ h 11)	Аналогично предыдущей посадке, когда требуется расширение поля допуска
(H 12/ h 12)	Посадки низкой точности для неподвижных и подвижных соединений; соединение деталей под сварку; центрирующие фланцы крышек и корпусов арматуры, звёздочки тяговых цепей на валах
H 11/ h 11; H 12/ h 12	Нецентрирующие диаметры шлицевых валов и втулок, высота шпонки; диаметры отверстий под крепёжные элементы при высокой точности сборки
H / g; G / h (посадки движения)	Применяются в точных квалитетах (с 4-го по 7-й). Для подвижных соединений с малыми зазорами. В неподвижных соединениях обеспечивают легкую установку детали при точной фиксации ее расположения
G 7/ h 6 H 6/ g 5	Применяются в особо точных механизмах (плунжерные и золотниковые пары). Шпиндели точных станков, направляющие втулки, переключаемые шестерни на валах коробок передач, сменные направляющие втулки в кондукторах, опорные пальцы приспособлений, подшипники скольжения при малых нагрузках, для регулируемых стаканов под подшипники
H / f; F / h (посадки ходовые)	Характеризуются умеренным гарантированным зазором, обеспечивающим свободное перемещение вдоль оси и вращение. Применяются для подшипников скольжения при консистентной и жидкой смазке, при легких и средних режимах работы, в подвижных соединениях, а также в неподвижных для обеспечения легкой сборки и разборки
	Применяются в точных соединениях при умеренных скоростях (n = 50...2000 об/мин). Подшипники скольжения валов в коробках перемены передач, подшипники скольжения станков нормальной точности, свободно вращающиеся на валах зубчатые колеса повышенной точности (6–7)
H 6/ f 6; F 7/ h 5	Применяются в механизмах высокой точности. Посадочные места под подшипники качения при местном нагружении, коренные шейки коленчатого вала
H 8/ f 8; H 8/ f 9 H 9/ f 9; F 8/ h 8 F 9/ f 8; F 9/ h 9	Посадки пониженной точности для соединений с гарантированным зазором. Подшипники скольжения при значительных скоростях вращения тяжёлого машиностроения, свободно вращающиеся на валах зубчатые колеса, ролики на осях, крышки цилиндров и др.
H / e; E / h (легкоходовые посадки)	Имеют гарантированный зазор (вдвое больше, чем у ходовых посадок). Применяются в затрудненных условия монтажа (многоопорные валы, разнесённые опоры). Используются при вращении с числом оборотов 2...25 тыс. об/мин; в подшипниках скольжения при больших длинах соединений (больше 2 d)для компенсации прогиба детали; в неподвижных соединениях со значительным зазором, когда требуется регулировка
	Блок зубчатых колёс, стержни вилок переключения скоростей в направляющих, ходовые винты суппортов, крышки коробок передач, а также коренные шейки коленчатого вала и шеек распределительного вала
H 6/ e 8; H 7/ e 7; E 8/ h 6	Подшипники жидкостного трения. Коренные подшипники коленчатых и распределительных валов двигателей внутреннего сгорания (ДВС)
H 8/ e 9; H 9/ e 9; E 9/ h 9	Применяются в подвижных и неподвижных соединениях для компенсации температурных деформаций и погрешностей расположения поверхностей
H / d; D / h (широкоходовые посадки)	Характеризуются большим гарантированным зазором, позволяющим компенсировать геометрические погрешности и температурные деформации, обеспечивают свободное перемещение деталей
H 7/ d 8; H 8/ d 8; D 8/ h 6; D 8/ h 7	Посадки повышенной точности. Для точных подвижных соединений при тяжёлых условиях работы. Подшипники жидкостного трения, валки прокатных станов, впускные и выпускные клапаны ДВС, поршневые кольца в канавках поршня (по ширине), холостые шкивы и зубчатые колёса, шатунные шейки
H 8/ d 9; H 9/ d 9	Применяются при невысоких требованиях к точности. Быстроходные передачи (n = 25...50 тыс. об/мин), холостые шкивы, сальники, поршни в цилиндрах компрессоров, трансмиссионные валы в подшипниках
H 7/ d 11; H 8/ d 11	Подвижные соединения, работающие в условиях загрязнения, при низкой точности. Грубые направляющие прямолинейного движения, маслосбрасывающие кольца, шарниры, муфты, свободно сидящие на валах, крышки подшипников и распорные втулки
H 8/ c 8	Применяются для посадок поршня в цилиндр, подшипников жидкостного трения тяжело-нагруженных валов в прокатных станах, турбинах, насосах, компрессорах, выпускные клапаны
(посадки с большими зазорами) H 11/ с 11; H 11/ b 11 H 12/ b 11; H 11/ a 11 A 11/ h 11	Применяются только в грубых квалитетах (11-м и 12-м) для изделий низкой точности, где необходимы большие зазоры для компенсации погрешностей изготовления, валы сельскохозяйственных машин, валы тормозных тяг, сменные рычаги и рукоятки, сальники арматурные
Переходные посадки
H / js; Js / h Плотные посадки	Более вероятны зазоры, чем натяги. Обеспечивают лёгкую сборку и разборку, а также точное центрирование. Применяются для сменных деталей, которые требуют дополнительного крепления. Применяются в точных квалитетах: валы с 4-го по 7-й, а отверстия с 5-го по 8-й.
H 7/ js 6; Js 7/ h 6	Стаканы подшипников 4-го, 5-го классов точности в корпусах, зубчатые колёса, соединяемые с валом двумя шпонками, пиноль задней бабки токарного станка
H 6/ js 5; Js 6/ h 5	Повышенной точности. Гильзы в корпусе шпиндельной головки расточного станка, шкивы и ручки на концах валов
H 8/ js 7; Js 8/ h 7	Пониженной точности. Стаканы подшипников 0 и 6 классов точности в корпусах, для плотных подвижных соединений без люфта, центрирующие элементы крышек, полумуфты; зубчатые колёса на валы при малых нагрузках
H / k; K / h (напряжённые посадки)	Вероятность получения зазоров и натягов одинакова. При L < 3 d зазоры не ощущаются. Обеспечивается хорошее центрирование, требуют дополнительного крепления, применяются в передачах со средними скоростями (до 15 м/с) в точных квалитетах
K 7/ h 6	Установка зубчатых колёс на валах редукторов, в станках и других машинах; передача крутящего момента обеспечивается шпонкой; шкивы, муфты на валах; втулка в головке шатуна тракторного двигателя, маховики и рычаги на валах; стаканы подшипников, когда предпочтителен натяг
H 6/ k 5; K 6/ h 5	Повышенной точности. Поршневой палец в бобышках поршня, шестерни на валу точного механизма
H 8/ k 7; K 8/ h 7	Пониженной точности. В сельскохозяйственном машиностроении, химическом и дорожном машиностроении
H / m; M / h	Обеспечивают преимущественно натяги. Применяются для хорошего центрирования зубчатых колёс на быстроврашаюшихся валах (св. 15 м/с) при малых нагрузках и больших длинах соединения (L > 2 d),а также на концах вала. Требуется дополнительное крепление
H 7/ m 6; H 6/ m 6; H 8/ m 7; M 7/ h 6; M 6/ h 5; M 8/ h 7	Зубчатые колёса на ватах редукторов, центрирующие штифты, тонкостенных втулок из цветных сплавов, центрирование кулачков на распределительном валу. Поршневые пальцы в бобышках поршней компрессоров, втулки фиксаторов в станочных приспособлениях
H / n; N / h	Наиболее вероятны натяги, в этих посадках зазора практически не возникает. Разборка соединений производится редко. Применяются в неподвижных соединениях, передающих большие усилия при наличии ударов и вибраций. Требуется дополнительное крепление
H 7/ n 6; H 7/ n5; H 8/ n 7; N 7/ h 6; N 6/ h 5; N 8/ h 7	Тяжело-нагруженные зубчатые колёса (камнедробилок, ковочных машин), бронзовые венцы червячных колёс на чугунной ступице, постоянные втулки в корпусах кондукторов, установочные пальцы и штифты, гильзы дроссельного клапана, втулки в корпусах подшипников скольжения
Js; js; K; k; M; m; N; n	Основные отклонения, используемые для циркуляционно-нагруженных колец шариковых подшипников при посадке их на вал или в корпус
Посадки с натягом
H / p; P / h (легкопрессовые посадки)	Имеют минимальный гарантированный натяг. Применяются при малых крутящих моментах и осевых нагрузках, для соединения тонкостенных деталей, для центрирования тяжело-нагруженных и быстро вращающихся крупногабаритных деталей. Требуют дополнительного крепления. Аналогичны глухим посадкам дня деталей из цветных металлов. Посадочные места под подшипники качения (р 5; р 6или P 7 ;P 6)в нежестких конструкциях.
P 7/ h 6	Зубчатые колёса в токарных станках, установочные кольца, уплотнительные кольца, клапанные сёдла в гнёздах, втулки и кольца при посадке в корпус, тонкостенные втулки на валах
H 6/ p 5; P 6/ h 5;	Повышенной точности. Применяются, когда недопустимы значительные колебания натягов, в соединениях тонкостенных втулок при больших длинах
H / R; H / S;R/h; S/h (прессовые средние посадки)	Характерен умеренный натяг N = (0.0002...0.0006) dm. Обеспечивают передачу нагрузок средней величины без дополнительного крепления. (Сборка возможна под прессом или методом термической деформации)
H 7/ r 6 (при d ≤ 80) H 7/ s 6 (при d > 80) R 7/ h 6; S 7 /h 6	Фиксаторы и упоры в приспособлениях, постоянные кондукторные втулки, зубчатые колеса на промежуточном валу в коробке передач грузового автомобиля, втулки подшипников скольжения в головке шатуна компрессора, гильза цилиндра ДВС, бронзовый венец червячного колеса на ступице
H / u; H / x; H / z (прессовые тяжелые посадки)	Характеризуются большими гарантированными натягами N = (0.001... 0.002) dm. Применяются без дополнительного крепления в соединениях с тяжёлыми и динамическими нагрузками. Рекомендуется проверка на прочность (Сборка выполняется методом термической деформации и продольной запрессовки, требуется сортировка на группы и селективная сборка)
H 7/ u 7; H 8/ u 8 H 8/ x 8; H 8/ z 8	Муфты на концах валов, установочные штифты в приспособлениях, пальцы эксцентриков кривошипно-шатунного механизма; металлокерамические втулки в корпусе сцепления фактора, соединения стальных деталей с деталями из пластмассы и мягких сплавов
Примечания: 1. В рамку заключены посадки предпочтительного применения. 2. Название посадок (вид сопряжения) соответствует системе допусков и посадок ОСТ и указано в скобках.

При этом могут быть следующие варианты: принимается одинаковый квалитет для вала и отверстия по значению a _S(N)/2, если а _D = a _d ≈ а _S(N)/2и соответствует значению а _S(N)/2по таблице 1.1; если отношение а _D = a _d ≈ а _S(N)/2 невозможно обеспечить, то на отверстие назначается более грубый квалитет, чем на вал (отличие в квалитетах не более, чем на один), то есть a _D > a _d, при этом сумма а _D + a _dдолжна быть близка к расчетному значению a _S(N).Часто второй вариант назначения квалитетов используется при наличии монтажа на вал подшипника качения и распорной втулки, когда посадка, как правило, будет комбинированная по квалитетам.

Например, пусть а _S = 35. Тогда при a _D = a _d = 35/2 = 17,5 – точность отверстия и вала соответствует ≈ IT 7 (а = 16). Если же на вал смонтирован подшипник, необходимо точность вала ограничить IT 6(a _d = 10), тогда а _D = 35 –10 = 25, что соответствует точности отверстия IT 8.

3) определяются отклонения отверстия и вала, образующих посадку:

- по известному номинальному размеру и квалитету основной детали (таблицы 1.1, 1.2, 1.3) определяется значение второго отклонения:

ES – для основного отверстия Н (основное отклонение EI = 0)в системе отверстия или ei – для основного вала h (основное отклонение es =0)в системе вала;

- определяются основное и второе отклонения не основной детали соединения – вала в системе отверстияили отверстия в системе вала.

4) по ГОСТ 25346–89 производится подбор стандартного поля допуска вала или отверстия по рассчитанным значения отклонений.

5) строится схема расположения полей допусков в посадке, рассчитываются и указываются на ней характеристики посадки с учетом табличных значений предельных отклонений.

6) проверяется правильность подбора посадки сравнением значений табличных предельных зазоров (натягов) с задаными:

S _{max табл.} ≤ S _max; S _{min табл.} ≈ S _min;

N _{max табл}. ≈ N _max; N _{min табл.} ≥ N _min.

Допускаемая погрешность подбора по характеристикам посадки может составлять ±10 %. Формула для определения погрешности (∆ T) выхода назначенного стандартного поля допуска (T _ст) за заданное (T _зад) имеет вид:

∆ T = (T _зад – T _ст) · 100 % / T _зад ≤ 10 %.

7) посадка записывается на сборочном чертеже условным обозначением в смешанном виде. Поля допусков (в смешанном виде) указываются на чертежах деталей.