Посадкой называется вид соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов.

Зазором S называют положительную разность между действительными размерами отверстия и вала – размер отверстия больше размера вала.

Натягом N называют положительную разность между действительными размерами вала и отверстия, вычисленную до сборки деталей – размер вала больше размера отверстия.

В посадках допускаются любые сочетания полей допусков отверстий и валов, но рекомендуется применять посадки в системах отверстия или вала. В системе отверстия различные зазоры и натяги получаются вследствие изменения отклонений вала при неизменном отклонении Н отверстия (рис. 3.3, а). В системе вала неизменным является вал с отклонением h, а различные посадки образуются в результате изменения отклонений отверстий (рис. 3.3, б). Система отверстий является предпочтительной, позволяя уменьшить номенклатуру режущего и мерительного инструмента. Систему вала применяют только в случаях, когда это оправдано конструктивными или экономическими условиями, например при посадке подшипников качения в корпус или для получения различных посадок одного и того же гладкого калиброванного вала с несколькими отверстиями.

В зависимости от сочетания полей допусков отверстия и вала различают посадки: с зазором, при которых обеспечивается зазор в соединении; с натягом, при которых обеспечивается натяг в соединении, и переходные, при которых возможно получение в зависимости от действительного размера как зазора, так и натяга.

б

Рис. 3.3

Поля

а

 

Посадки с зазором предназначены для подвижных соединений. В системе отверстия это основные отклонения вала от а до h; в системе вала – отклонения отверстия от А до Н (см. рис. 3.2). Чем больше относительная скорость перемещения деталей в соединении, чем больше коэффициент вязкости масла и число опор вала, тем больше должна быть величина гарантированного зазора. Например, посадка H7/g6 рекомендуется при точном вращении с небольшим числом оборотов; H7/f7 – для опор скольжения при вращении валов или втулок со средними числами оборотов; H7/f6 – для соединения деталей относительно невысокой точности со свободным продольным перемещением; H11/a11 и H12/b12 – для неответственных подвижных соединений с целью снижения себестоимости изготовления и сборки. Посадки с нулевым минимальным зазором применяют для соединения деталей с направляющими колонками, осями, валами, когда необходимо обеспечить относительное продольное перемещение при установке или регулировке. При хорошем центрировании рекомендуют применять посадку H7/h6; высокая точность обеспечивается посадками H8/h7 или Н8/h6. При пониженных требованиях к точности применяют посадку H8/h8, а для соединения невысокой точности можно применять посадку Н11/h11.

Переходные посадки (основные отклонения – в системе отверстия j, k, m, n; в системе вала – J, K, M, N) предназначены для получения неподвижных соединений, которые по условиям эксплуатации подлежат периодической разборке и сборке. Они обеспечивают хорошее центрирование соединяемых деталей, их соосность. Предпочтение следует отдавать полям допусков j, k, n и J, K, N. Наибольшее распространение получили посадки H7/k6 и K7/h6 (посадка зубчатых колес). Следует отметить, что посадка Н7/n6 не предназначена для повторной сборки и разборки.

Посадки с натягом применяются для неподвижных, как правило, неразъемных соединений без дополнительного крепления деталей. Типовые примеры посадок с гарантированным натягом: H7/p6, H7/r6, Н7/s6, P7/h6. Для деталей с малыми сопрягаемыми размерами применение неподвижных посадок ограничивается возможностью их деформации при сборке.

Рекомендуют при неодинаковых допусках отверстия и вала в посадке больший допуск принимать у отверстия. При этом допуски отверстия и вала могут отличаться не более чем на два квалитета.

В обозначение посадки входит номинальный размер, за которым следует обозначение полей допусков отверстия и вала (рис. 3.4).

б

N

h

а

Рис. 3.4

Из всех возможных полей допусков размеров стандартом устанавливаются предпочтительные для применения поля допусков. Рекомендации по выбору полей допусков для типовых соединений деталей приведены в табл. 3.1, а в табл. 3.2 и 3.3 даны значения предельных отклонений предпочтительных полей допусков соответственно отверстий и валов.

 

Таблица 3.1

Характер соединения	Рекомендуемые посадки
Система отверстия	Система вала
	С зазором
Медленные перемещения и повороты деталей для установки, регулировки, центрирования и т.п.: точные   грубые	H7/h6, H7/g6, H8/h8, H8/h7 H11/h11	H7/h6, H8/h8 H11/h11
Вращение валов в опорах скольжения со смазкой соединения, в которых требуется относительно большой зазор	H7/f7, H8/e8, H8/d9, H9/d9, H11/d11, H7/e7	F8/h6, F9/h8
	Переходные
Неподвижные соединения с применением фиксирующих устройств, разбираемых для осмотра, ремонта и замены деталей и т.п.	H7/js6, H7/k6, H7/n6	Js7/h6, K7/h6 N7/h6
	С натягом
Неподвижные соединения, не подлежащие разъему	H7/p6, H7/r6, H7/s6	P7/h6

На примере рассмотрим определение предельных размеров отверстий и валов, наибольших и наименьших зазоров (натягов), а также допуски посадок для различных типов посадок и графическое изображение полей допусков для различных посадок.

Формулы подсчета предельных величин зазоров и натягов для цилиндрических соединений имеют следующий вид:

- посадка с зазором:

S_max = D_max – d_min; S_min = D_min – d_max;

- посадка с натягом:

N_max = d_max – D_min; N_min = d_min – D_max;

- переходная посадка:

S_max = D_max – d_min; N_max = d_max – D_min.

Таблица 3.2

Интервалы размеров, мм	Поля допусков
H7	Js7	К7	N7	Р7	Р8	Н8	Е9	Н9	H11
Предельные отклонения, мкм
От 1 до 3	+10	+5 –5	–10	–4 –14	–6 –16	+20 +6	+14 0	+39 +14	+25 0	+60 0
св.3 до 6	+ 12	+6 –6	+3 –9	–4 –16	–8 –20	+28 +10	+18 0	+50 +20	+30 0	+75 0
св.6 до 10	+15	+7 –7	+5 –10	–4 –19	–9 –24	+35 +13	+22 0	+61 +25	+36 0	+90 0
св.10 до 18	+18	+9 –9	+6 –12	–5 –23	–11 –29	+43 +16	+27 0	+75 +32	+43 0	+110 0
св.18 до 30	+21	+10 –10	+6 –15	–7 –28	–14 –35	+53 +20	+32 0	+92 +40	+52	+130 0
св.30 до 50	+25	+12 –12	+7 –18	–8 –33	–17 –42	+64 +25	+39 0	+112 +50	+62 0	+160 0
св.50 до 80	+30	+15 –15	+9 –21	–9 –39	–21 –51	+76 +30	+46 0	+134 +60	+74 0	+190 0
св.80 до 120	+35	+17 –17	+10 –25	–10 –45	–24 –59	+90 +36	+54 0	+159+72	+87 0	+220 0
св.120 до 180	+40	+20 –20	+12 –28	–12 –52	–28 –68	+106 +43	+63	+185 +85	+100 0	+250 0
св.180 до 250	+46	+23 –23	+13 –33	–14 –60	–33 –79	+122 +50	+72 0	+215 +100	+115	+290 0

Рассмотрим посадки ø12H7/f7, ø12H7/r7, ø12H7/k6.

Размеры отверстия ø12H7 у всех трех посадок одинаковы:

D_min = 12 мм; D_max = 12,000 + 0,018 = 12,018 (мм). Допуск отверстия:

Т_А = 12,018 – 12,000 = 0,018 (мм).

Рассчитаем предельные размеры и допуски валов, а также параметры соединений.

Для посадки с зазором ø12H7/f7
Вал ø12f7   dmin = 12,000 – 0,034 = 11,966 (мм) dmax = 12,000 – 0,016 = 11,984 (мм) ТВ = 11,984 – 11,966 = 0,018 (мм)	Соединение   Smin = 12,000 – 11,984 = 0,016 (мм) Smax = 12,018 – 11,966 = 0,052 (мм) ТS = 0,052 – 0,016 = 0,036 (мм)
Для посадки с натягом ø12H7/r6
Вал ø12r6   dmin = 12,000 + 0,023 = 12,023 (мм) dmax = 12,000 + 0,034 = 12,034 (мм) ТВ = 12,034 – 12,023 = 0,011 (мм)	Соединение   Nmin = 12,023 – 12,018 = 0,005 (мм) Nmax = 12,034 – 12,000 = 0,034 (мм) ТN = 0,034 – 0,005 = 0,029 (мм)
Для переходной посадки ø12H7/k6
Вал ø12k6   dmin = 12,000 + 0,001 = 12,001 (мм) dmax = 12,000 + 0,012 = 12,012 (мм) ТВ = 12,012 – 12,001 = 0,011 (мм)	Соединение   Smax = 12,018 – 12,001 = 0,017 (мм) Nmax = 12,012 – 12,000 = 0,012 (мм) ТS,N = 0,012 + 0,017 = 0,029 (мм)

 

 

где Т_S, Т_N, Т_S,N – допуск посадки, соответственно с зазором, с натягом и переходной.

На рис. 3.5 графически представлены расположения полей допусков отверстия и вала для рассмотренных посадок.

 

Переходная

С натягом

С зазором

 

рис. 3.5

 

 

Таблица 3.3

Интервалы размеров, мм

Поля допусков

g6

h6

js6

k6

n6

p6

r6

s6

f7

h7

e8

h8

d9

h9

d11

h11

Предельные отклонения размеров

От 1 до 3

–2 –8

–6

+3 –3

+6

+10 +4

+12 +6

+16 +10

+20 +14

–6 –17

–10

–14 –28

–14

–20 –45

–25

–20 –80

–60

Св.3 до 6

–4 –12

–8

+4 –4

+9 +1

+16 +8

+20 +12

+23 +15

+27 +19

–10 –22

–12

–20 –38

–18

–30 –60

–30

–30 –105

–75

Св.6 до 10

–5 –14

–9

+4,5 –4,5

+10 +1

+19 +10

+24 +15

+28 +19

+32 +23

–13 –28

–15

–25 –47

–22

–40 –76

–36

–40 –130

–90

Св.10 до 18

–6 –17

–11

+5,5 –5,5

+12 +1

+23 +12

+29 +18

+34 +23

+39 +28

–16 –34

–18

–32 –59

–27

–50 –93

–43

–50 –160

–110

Св.18 до 30

–7 –20

–13

+6,5 –6,5

+15 +2

+28 +15

+35 +22

+41 +28

+48 +35

–20 –41

–21

–40 –73

–33

–65 –117

–52

–65 –195

–130

Св.30 до 50

–9 –25

–16

+8 –8

+18 +2

+33 +17

+42 +26

+50 +34

+59 +43

–25 –50

–25

–50 –89

–39

–80 –142

–62

–80 –240

–160

Св.50 до 65

–10 –29

–19

+9,5 –9,5

+21 +2

+39 +20

+51 +32

+60 +41

+72 ++53

–30 –60

–30

–60 –106

–46

–100 –174

–74

–100 –290

–190

Св. 65 до 80

+62 +43

+78 +59

Св.80 до 100

–12 –34

–22

+11 -11

+25 +3

+45 +23

+59 +37

+73 +51

+93 +71

–36 –71

–35

–72 –126

–54

–120 –207

–87

–120 –340

–220

Св.100 до 120

+76 +54

+101 +79

Св.120 до 140

–14 –39

–25

+12,5 –12,5

+28 +3

+52 +27

+68 +43

+88 +63

+177 +92

–43 –83

–40

–85 –148

–63

–145 –245

–100

–145 –395

–250

Св.140 до 160

+90 +65

+125 +100

Св.160 до 180

+93 +68

+133 +108

Св.180 до 200

–15 –44

–29

+14,5 –14,5

+33 +4

+60 +31

+79 +50

+106 +77

+151 +122

–50 –96

–46

–100 –172

–72

–170 –285

–115

–170 –460

–290

Св.200 до 225

+109 +80

+159 +130

Св.225 до 250

+113 +84

+169 +140

Измерительные инструменты

 

В качестве универсальных измерительных средств для контроля линейных и угловых размеров деталей применяют штанген­циркули, микрометры, индикаторы, нутромеры, рычажные скобы, измерительные головки, инструментальные микроскопы, угломеры и т.д.

Выбор измерительного средства зависит от ряда факторов, основными из которых являются точность изготовления детали, требуемая точность измерения, конструктивные особенности детали и объем ее выпуска.

 

Штангенинструменты

К штангенинструментам относятся инструменты со штангой и линейным нониусом – это штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы. Все они имеют две шкалы: основную, нанесенную на штанге, с интервалом деления 1 мм, и вспомогательную шкалу, нониус, по которой отсчитываются доли делений основной шкалы. Цена деления нониуса может быть 0,1; 0,05 и 0,02 мм.

Рассмотрим нониус с ценой деления 0,1 мм. Вспомогательная шкала длиной 9 мм имеет 10 делений (рис. 3.6, а), т.е. расстояние между двумя соседними штрихами шкалы составляет 0,9 мм, что на 0,1 мм меньше расстояния между соседними штрихами основной шкалы, нанесенной на штанге. В том случае, когда нулевые деления шкалы штанги и нониуса совпадают, первый штрих нониуса отстает от первого штриха штанги на 0,1 мм, второй - на 0,2 мм, третий – на 0,3 мм, а последний десятый штрих нониуса будет совпадать с девятым штрихом шкалы штанги.

Штанга

Нониус

Нониус

Штанга

а б

Рис. 3.6

Если измеряемый размер детали больше некоторого целого числа миллиметров, то нулевое деление нониуса не будет совпадать со штрихом шкалы штанги и дробная часть размера определяется по нониусу

В соответствии с изложенным для определения размера с помощью штангенинструмента нужно отсчитать целое число миллиметров по шкале штанги до того места, где остановился нуль нониуса (если нуль не обозначен, то начальный штрих), затем найти, какое из делений нониуса совпадает с любым из штрихов основной шкалы. Номер совпавшего штриха укажет, сколько десятых частей миллиметра в данном размере.

Для повышения удобства пользования используют штангенинструменты с вспомогательной шкалой, длина которой не 9, а 19 мм (растянутый нониус). В этом случае (см. рис. 3.6, б) интервал деления составит 19:10 = 1,9 мм, что дает также отставание в 0,1 мм от каждого второго деления основной шкалы. Принцип измере­ния остается тот же, но деления нониуса расположены реже, и отсчет производить удобнее.

На рис. 3.7 представлен штангенциркуль ШЦ-1 с диапазоном измерений 0 – 150 мм и ценой деления 0,1 мм. Штангенциркуль состоит из штанги 1 и подвижной рамки 2. Штанга и подвижная рамка имеют губки 3 для измерения размеров наружных поверхностей и губки 4 для измерения размеров внутренних поверхностей (отверстий) деталей.

Рис. 3.7

Штангенциркуль имеет также глубиномер, состоящий из линейки 5, прикрепленной к подвижной рамке. Глубиномер выдвигается настолько, насколько смещается рамка, что дает возможность производить отсчет глубин непосредственно по шкале штанги и нониусу.