Расчет размерной цепи и посадки с натягом

Введение

Посадки с натягом предназначены для неподвижных неразъёмных (или разбираемых лишь в отдельных случаях при ремонте) соединений деталей без дополнительного крепления винтами, штифтами, шпонками и т.п. Относительная неподвижность деталей при этих посадках достигается за счёт напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей, вследствие действия деформаций их контактных поверхностей. При прочих равных условиях напряжения пропорциональны натягу. Как правило, посадки с натягом вызывают упругие деформации деталей, но в ряде посадок с большими натягами могут возникать и упруго – пластические деформации.

При одном и том же натяге прочность соединения зависит от материала и размеров деталей, шероховатости сопрягаемых поверхностей, способа соединения деталей и т.д. Поэтому выбор посадки следует производить на основе предварительных расчетов натягов и возникающих напряжений.

Различают следующие основные способы сборки деталей при посадках с натягом:

1. сборка под прессом за счет его осевого усилия при нормальной температуре;

2. сборка с предварительным разогревом охватывающей детали (отверстия) или охлаждением охватываемой детали (вала) до определенной температуры.

В каждом конкретном случае выбора способа сборки определяется конструктивными соображениями (форма и размеры сопрягаемых деталей, значения натягов, наличие соответствующего оборудования для сборки и т.д.).

Сборка под прессом – наиболее известный и несложный процесс, применяемый преимущественно при относительно небольших натягах. Однако к его недостаткам следует отнести: неравномерность деформации тонкостенных деталей, возможности повреждения сопрягаемых деталей, потребность в мощных прессах, более высокие требования к шероховатости сопрягаемых поверхностей.

Сборка способом термических деформаций применяется как при относительно больших, так и при небольших натягах и дает более высокое качество соединения за счет меньших повреждений сопрягаемых деталей и уменьшения влияния шероховатости поверхности.

Чем уже поле между верхним и нижним отклонениями, тем выше при прочих равных условиях степень точности, которая обозначается цифрой и называется квалитетом.

Положение допуска относительно нулевой линии определяется основным отклонением – одним из двух предельных отклонений, ближайшим к нулевой линии, и обозначается одной из букв (или их сочетаний) латинского алфавита. Прописные буквы относятся к отверстиям, а строчные – к валам.

Таким образом, поле допуска обозначается сочетанием буквы, указывающей на положение допуска относительно нулевой линии, с цифрой, говорящей о степени точности – величине допуска.

Размер – числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т.п.) в выбранных единицах измерения.

Действительный размер – размер элемента, установленный измерением с допустимой погрешностью.

Квалитет – совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точности для всех номинальных размеров.

Нулевая линия – линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок.

Вал – термин, условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Отверстие – термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Посадка – характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.

Допуск посадки – сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Зазор (S) – разность между размерами отверстия и вала до сборки, если отверстие больше размера вала.

Натяг (N) – разность между размерами вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.

Посадка с зазором – посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала.

Посадка с натягом – посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала.

Переходная посадка – посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга в соединении, в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. При графическом изображении поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично.

 

 

Расчет размерной цепи и посадки с натягом

Расчет посадки с натягом производится для неподвижного соединения двух деталей, указанных в задании. Исходные данные для расчета посадки берутся по заданному варианту из таблицы заданий и справочников.

Размерная цепь – совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующая в решении поставленной задачи.

Виды размерных цепей.

1. Конструкторская цепь – размерная цепь, с помощью которой решается задача обеспечения точности при конструировании изделий. Существует два вида конструкторских цепей:

- сборочные;

- подетальные.

2. Технологическая цепь – размерная цепь, с помощью которой решается задача обеспечения точности при изготовлении деталей.

3. Измерительная цепь – размерная цепь, с помощью которой решается задача измерения параметров, характеризующих точность изделия.

4. Линейная цепь - цепь, составляющими звеньями которой являются линейные размеры.

5. Угловая цепь – цепь, звеньями которой являются угловые размеры.

6. Плоская цепь – цепь, звенья которой расположены в непаралеельных плоскостях.

Виды звеньев размерной цепи.

Размерная цепь состоит из отдельных звеньев. Звено – каждый из размеров, составляющих размерную цепь (любые угловые или линейные параметры).
Любая размерная цепь имеет одно исходное (замыкающее звено) и два или более составляющих звеньев.

Исходное звено – это звено, к которому предъявляется основное требование точности, определяющее качество изделия в соответствии с техническими условиями. В процессе обработки или сборки изделия исходное звено получается обычно последним, замыкая размерную цепь – замыкающее звено.
Составляющие звенья − это все остальные звенья, с изменением которых изменяется и замыкающее звено.

Две группы составляющих звеньев:

• увеличивающие – звенья, с увеличением которых, при всех прочих условиях, увеличивается и замыкающее звено;
• уменьшающие – звенья, с увеличением которых, уменьшается замыкающее звено.