2. Выбор и обоснование системы

В обычном гладком соединении систему вала в основном выбирают:

• если гладкий вал или участок вала входит в несколько сопряжений с разными посадками;

• если валы можно использовать для точной посадки без дополнительной механической обработки;

• если гладкий высокоточный вал (размер вала точнее 6-го квалитета) изготавливают для неизвестного (обезличенного) потребителя (т.е. когда неизвестно под какую посадку пойдет вал), например, в сопряжениях с наружными кольцами подшипников качения.

Если условий для выбора системы вала нет, то выбирают систему отверстия как более экономичную при прочих условиях.

Для сопряжений с радиальным и радиально-упорным подшипниками качения система установлена стандартом: с внутренним кольцом – система отверстия, с наружным кольцом – система вала. Для сопряжений с тугим кольцом упорного подшипника качения: с валом – система отверстия, с корпусом – система вала.

В ряде случаев применяют комбинированную по системе посадку (отверстие в системе вала, вал в системе отверстия), например, в сопряжении корпуса подшипника качения с крышкой.

Примеры обоснования системы:

«Принимаю систему отверстия, т.к. условий для системы вала нет, а при прочих условиях система отверстия экономичнее»;

«Принимаю систему вала, т.к. гладкий участок вала входит в 3 сопряжения с разными посадками»;

«Принимаю систему отверстия, т.к. сопряжение с внутренним кольцом подшипника качения по стандарту выполняется в этой системе»;

«Принимаю комбинированную по системе посадку, для отверстия – систему вала, т.к. оно представляет собой отверстие корпуса подшипника качения, которое по стандарту выполняется в этой системе. Для вала принимаю систему отверстия, т.к. условий для системы вала нет, а при прочих условиях системы отверстия экономичнее».

3. Выбор и обоснование основного отклонения

Если выбрана система отверстия, то для размера отверстия принимают основное отклонение Н (дня внутреннего кольца подшипника качения – L); если выбрана система вала, то для размера вала принимают основное отклонение h (для наружного кольца подшипника качения – l ), как для основных отверстия и вала.

Примеры обоснования основных отклонений размеров основных отверстия и вала:

«Для размера отверстия принимаю основное отклонение Н, т.к. отверстие в системе отверстия является основным»;

«Для размера вала принимаю основное отклонение h , т.к. вал в системе вала является основным».

Выбор основного отклонения размера посадочного отверстия или вала зависит от выбранного типа посадки и условий работы деталей рассматриваемого сопряжения.

Приняты следующие нормальные условия, общие для подвижного и неподвижного соединений:

• относительная длина соединения составляет 1-2 его поперечных размера;

• нагрузка спокойная (без существенных ударов, резких толчков, вибраций);

• температура деталей в работе сравнительно мало отличается от нормальной +20^оС;

• температурное расширение отверстия и вала во время работы примерно одинаковое;

• детали металлические;

• соединение замкнутое.

Для подвижного соединения приняты следующие дополнительные нормальные условия:

• скорость относительного движения деталей мала;

• движение вращательное;

• количество опор не более двух;

• расстояние между опорами не более 2-3 поперечных размеров соединения;

• длина относительного поступательного движения (хода) детали не более 2-3 поперечных размеров соединения;

• относительное движение детали постоянное;

• общая длина вала не более 10 поперечных размеров соединения.

Для неподвижного соединения приняты следующие дополнительные нормальные условия:

• смещающая сила сравнительно мала или компенсирована специальным креплением;

• деталь не быстросъемная;

• условия, затрудняющие сборку – разборку соединения, отсутствуют.

Если условия работы деталей отличаются от нормальных, то нужно учитывать рекомендации таблицы 1.

Кроме нормальных и корректирующих условий необходимо учитывать следующее:

• условия могут взаимно дополнять или исключать друг друга, требуя увеличения или уменьшения зазора или натяга;

• при длительной эксплуатации в подвижном сопряжении зазор увеличивается, в неподвижном – степень неподвижности уменьшается, крепление ослабляется;

• если деталь по одной поверхности садится с натягом, то по другим поверхностям следует создавать зазоры, что улучшает центрирование деталей, снижает внутренние напряжения, облегчает сборку – разборку изделия.

Таблица 1.

№ п/п	Корректирующие условия	Для соединения с зазором наименьший предельный зазор	Для соединения с переходной посадкой наибольший предельный натяг	Для соединения с натягом наименьший предельный натяг
1	Относительная длина соединения: 3-5 поперечных размеров, более 5 поперечных размеров	Увеличивать Увеличивать	Уменьшать Уменьшать	Уменьшать Уменьшать
2	Относительная длина соединения меньше нормальной	Уменьшать	Увеличивать	Увеличивать
3	Нагрузка со значительными ударами, резкими толчками, вибрацией	Уменьшать, но не менее h (H)	Увеличивать	Увеличивать
4	Температура деталей в работе значительно больше нормальной	Увеличивать	-	-
5	Температурное расширение отверстия больше, чем вала	Уменьшать, но не менее h (H)	Увеличивать	Увеличивать
6	Температурное расширение отверстия меньше, чем вала	Увеличивать	Уменьшать	Уменьшать
7	Одна или обе детали неметаллические	Увеличивать	Увеличивать	Увеличивать
8	Соединение незамкнутое	Уменьшать, но не менее h(H)	Увеличивать	-
9	Скорость относительного движения деталей больше нормальной	Увеличивать	-	-
10	Движение поступательное	Уменьшать	-	-
11	Количество опор больше нормального	Увеличивать	-	-
12	Расстояние между опорами больше нормального	Увеличивать	-	-
13	Длина хода детали больше нормальной	Увеличивать	-	-
14	Относительное движение детали периодическое, редкое	Уменьшать, но не менее h (H)	-	-
15	Общая длина вала больше нормальной	Увеличивать	-	-
16	Смещающая сила больше нормальной, крепление отсутствует или недостаточное	-	Увеличивать	Увеличивать
17	Есть условия, затрудняющие сборку-разборку соединения	Увеличивать	-	-
18	Необходима герметизация соединения за счет посадки	Уменьшать, но не менее h (H)	-	-
19	Конструкция самоустанавливающаяся	Увеличивать	-	-
20	Возможен интенсивный износ деталей	Уменьшать, но не менее h (H)	-	-
21	Возможно интенсивное загрязнение или коррозия деталей	Увеличивать	-	-
22	Детали участвуют одновременно в нескольких движениях	Увеличивать	-	-

Итак, если выбрана посадка с зазором и все условия нормальные, то для размера посадочного вала (отверстия) принимают основное отклонение h (H). Если некоторые условия отличаются от нормальных, то с учетом рекомендаций таблицы 1 подбирают соответствующее основное отклонение, увеличивающее или уменьшающее наименьший предельный зазор.

Примеры обоснования основного отклонения размера посадочного вала или отверстия:

«Для размера вала (отверстия) принимаю основное отклонение h (H), т.к. соединение подвижное, условия нормальные»;

«Для размера вала (отверстия) принимаю основное отклонение g (G), т.к. соединение подвижное, относительная длина соединения больше нормальной, остальные условия нормальные»;

«Для размера вала (отверстия) принимаю основное отклонение h (H), т.к. соединение неподвижное, точного центрирования деталей не требуется, условия нормальные».

Если выбрана переходная посадка и все условия нормальные, то для размера посадочного вала (отверстия) принимают основное отклонение k (К). Если некоторые условия отличаются от нормальных, то с учетом рекомендаций таблицы 1 подбирают соответствующее основное отклонение, увеличивающее или уменьшающее наибольший предельный натяг (зазор).

Примеры обоснования основного отклонения размера посадочного вала или отверстия:

«Для размера вала (отверстия) принимаю основное отклонение k (К), т.к. соединение неподвижное, необходимо точное центрирование деталей за счет посадки условия нормальные»;

«Для размера вала (отверстия) принимаю основное отклонение m (M), т.к. точного центрирования деталей не требуется, относительная длина соединения меньше нормальной, остальные условия нормальные».

Если выбрана посадка с натягом и все условия нормальные, то для размера посадочного вала (отверстия) принимают основное отклонение р (Р). Если некоторые условия отличаются от нормальных, то с учетом рекомендаций таблицы 1 подбирают соответствующее основное отклонение, увеличивающее или уменьшающее наименьший предельный натяг.

Предварительно выбранная посадка с натягом, при окончательном решении с учетом корректирующих условий, может быть заменена на переходную.

Примеры обоснования основного отклонения размера посадочного вала или отверстия:

«Для размера вала (отверстия) принимаю основное отклонение р (Р), т.к. соединение неподвижное, специальное крепление отсутствует, смещающие силы сравнительно велики, точного центрирования деталей не требуется, остальные условия нормальные»;

«Для размера вала (отверстия) принимаю основное отклонение r (R), т.к. соединение неподвижное, специальное крепление отсутствует, смещающие силы средней величины, остальные условия нормальные».

В сопряжении с радиальным или радиально-упорным подшипником качения при нормальном режиме работы подшипника, как правило, можно пользоваться следующими рекомендациями (с учетом только основных факторов): для размера посадочного вала (отверстия), если кольцо подшипника испытывает циркуляционное нагружение, можно принять основное отклонение k (К), когда подшипник шариковый; основное отклонение m (М) — когда роликовый; если кольцо испытывает местное нагружение — h (H); если подшипник упорный — js (Js).

Примеры обоснования основного отклонения размера посадочного вала или отверстия:

«Для размера вала принимаю основное отклонение k, т.к. задан нормальный режим работы подшипника, кольцо испытывает циркуляционное нагружение, подшипник радиальный шариковый»;

«Для размера отверстия принимаю основное отклонение Н, т.к. задан нормальный режим работы подшипника, кольцо испытывает местное нагружение, подшипник радиальный».