1.3. Система вала и система отверстия

В машиностроении принято различать размеры сопрягаемые и сво­бодные.

Примером сопрягаемых размеров может служить наружный диаметр поршня пневматического молота и парный с ним внутренний диаметр цилиндра, в котором поршень совершает возвратно-поступа­тельное движение. В этом случае цилиндрическая поверхность поршня молота является типовой наружной поверхностью вала, а внутренняя поверхность цилиндра – типовой внутренней поверхностью отверстия.

Для краткости любую наружную поверхность сопрягаемых деталей называют валом, а внутреннюю – отверстием. Это относится и к поверхностям, форма которых заведомо отличается от цилиндрической. Так, в сопряжении шпонки с пазом паз является отверстием, а шпонка – валом.

Примером свободных размеров может служить длина втулки контейнера горизонтального гидравлического пресса, наружный диаметр фланца, диаметр заклепочной головки и т. п.

Систему допусков, в которой за основу берется постоянный предель­ный размер вала, называют системой вала (рис. 2, а). Различные сопряжения с предельным размером вала получают путем необходимого изменения поля допусков отверстия. На чертежах система вала обозна­чается буквой «В» с индексом класса точности обработки и записывается справа от номинального размера, например 50В₃. Действительный диа­метр вала в пределах допуска всегда бывает меньше номи­нального, в частном случае он равняется ему, но никогда не бывает больше.

^а

б

Рис. 2. Система допусков: а – система вала; б – система отверстия

Систему допусков, в которой за основу берется постоянный предель­ный размер отверстия, называют системой отверстия (рис. 2, б). Раз­личные сопряжения с предельным размером отверстия получают путем изменения поля допусков вала. На чертежах система отверстия обозна­чается буквой «А» с индексом класса точности обработки и записывается справа от номинального размера, например 50А₃. Действительный раз­мер отверстия всегда больше номинального в пределах допуска, в част­ном случае может равняться ему, но никогда не бывает меньше.

1.4. Посадки

В машиностроении при сборке деталей в узлы, а узлов – в машины или агрегаты сопрягают парные поверхности одинаковой формы, кото­рые либо входят одна в другую, либо примыкают одна к другой. Харак­тер сопряжения определяется посадкой, под которой понимают степень прочности соединения сопрягаемых деталей, или свободу их относитель­ного перемещения. Посадки создаются разностью размеров парных де­талей (вала и отверстия), входящих в сопряжения. Различают три основных типа посадок – посадки с зазором, или подвижные, посадки переходные и посадки с натягом, или неподвижные (прессовые).

При подвижной посадке сопряженные парные детали могут взаимно перемещаться во время работы в определенном направлении. Такой вид посадки применяется при сопряжении поршня с цилиндром. Чтобы обеспечить подвижную посадку, необходимо иметь диаметр цилиндра несколько больше диаметра поршня. Разность между диаметрами цилиндра и поршня (в общем случае между диамет­рами отверстия и вала) называют зазором; например, при диаметре отверстия 50 мм, вала – 49,8 мм зазор будет 0,2 мм. Из этого следует, что зазор является величиной положительной.

При неподвижной посадке сопряженные парные детали прочно соединяются между собой; их взаимное перемещение во время работы исключается. Неподвижные посадки достигаются путем принудительной запрессовки вала в отверстие. При неподвижной посадке необходимо иметь диаметр вала до запрессовки несколько больше диаметра отвер­стия. Разность между диаметрами вала и отверстия называют натягом.

При переходных посадках, обеспечивающих хорошее центрирование отверстий, натяги могут быть положительными и отрицательными; в местах соединений образуется либо натяг, либо зазор, поэтому неподвижность сопрягаемых деталей большей частью обеспечивается при помощи крепежных элементов (шпонки, шплинты и т. д.); разность между диаметрами вала и отверстия незначительна, вследствие этого натяги или зазоры невелики.

В зависимости от степени прочности соединения на практике используется несколько типов подвижных, переходных и не­подвижных посадок. Из подвижных посадок в современном машино­строении наиболее часто применяются: 1) посадки скольжения С; 2) движения Д; 3) ходовая X; 4) теплоходовая ТХ; легкоходовая Л; 6) широкоходовая Ш; из переходных посадок: 1) глухая Г; 2) тугая Т; 3) напряженная Н; 4) плотная П; из неподвижных прессовых посадок: 1) горячая Гр; 2) прессовая Пр; 3) легкопрессовая Пл.

Посадку скольжения с весьма незначительным зазором используют для медленного перемещения деталей (например, пиноль в корпусе задней бабки токарного станка, шпиндель сверлильного станка и т. п.). Посадка движения, также имеющая малый зазор, обеспечивает совпа­дение осей вала и отверстия (шпиндели токарных станков, делительных головок и т. д.). Ходовые посадки с зазором заметной величины наибо­лее широко применяются в машиностроении для деталей, вращающихся с умеренными скоростями (коленчатые валы в коренных подшипниках, дроссели во втулке клапана паровоздушного молота и т. п.). Легкоходо­вые посадки со значительными зазорами имеют взаимное перемещение одной детали в другой при быстроходном вращении или умеренных скоростях, но при большой длине подшипников (валы центробежных насосов, валы приводов круглошлифовальных станков и т. п.). Посадки широкоходовые, обладающие весьма значительными зазорами, используют в тех случаях, когда скорости вращения весьма велики и возможны перекосы при сборке (валы в длинных подшипниках, холостые шкивы на валах и т. п.).

Глухие посадки применяются для деталей, которые не должны демонтироваться в течение всей службы (шестерня на валу бетономе­шалки или ковочной машины и т. п.). Тугие посадки дают меньший натяг, чем глухие; используются для деталей и узлов, которые при капитальном ремонте можно менять (ступенчатый шкив на валу при­вода транспортера или круглошлифовального станка и т. п.). Напряженная посадка дает или нулевой, или отрицательный натяг; встречается в узлах и деталях, подлежащих смене без особых усилий при мелких ремонтах (шестерни в металлорежущих станках и т. п.). Плотная посадка характеризуется отрицательным натягом (зазором); применяет­ся в узлах, подвергающихся сборке и разборке в процессе эксплуатации (сменные шестерни, сменные втулки и т. п.).

При горячей, прессовой и легкопрессовой посадках, используемых для неразъемных соединений без крепежных элементов, натяги бывают такими, что в процессе сборки на сопряженных парных поверхностях они создают упругие деформации, обеспечивающие во время работы противодействие взаимному смещению деталей (стальные бандажи ва­гонных колес, шестерни на промежуточном валу грузового автомобиля, втулки в шестерне передней бабки токарного станка и т. п.).

На чертежах тип посадки условно обозначается соответствующей буквой и индексом справа, указывающим класс точности, например, легкоходовая посадка 4-го класса точности обозначается Л₄.