2.8. Хвильовість поверхні

Проміжне положення між відхиленням форми і шершавістю займає хвильовість, яка теж впливає на надійність роботи виробів і тому мусить нормуватися.

Хвильовість поверхні –  це періодично повторювана нерівність, у якої крок більше базової довжини. Для характеристики її і нормування встановлено три параметри:

Найбільша висота хвильовості W_max –  відстань між найвищою і найнижчою точками заміряного профілю на одній повній хвилі в межах ділянки вимірювання l_w (рисунок 2.11).

Висота хвильовості W_z середнє арифметичне з п’яти висот хвильовості W₁, W₂ … W₅, визначених на п’яти однакових ділянках вимірювання хвильовості l_w1, l_w2 … l_w5:

.

Середній крок хвильвості S_w – середня арифметична довжина хвиль S_wi заміряних на середній лінії m_w: .

До хвильвості умовно відносяться нерівності, у яких відношення кроку хвильовості S_w до висоти W_z більше 40 і менше 1000; (це відношення менше 40 у шершавості, а більше 1000 при відхиленні форми).

Таблиця 3.2 Розміри з’єднань з сегментними шпонками, мм

Діаметр вала					Розміри шпонки				Розміри шпоночного паза
Виконання шпонки					bxhxD (див. рис. 3.1)	Фаска s		Ширина b	Глибина		Радіус r; (фаска s1x450)
I			II
Понад	До	Понад		До		mах	mіn		t1 на валу	t2 у втулці	mах	mіn
3	4	3		4	11,44			1	1	0,6
4	5	4		6	1,52,67			1,5	2	0,8
5	6	6		8	22,67			2	1,8	1
6	7	8		10	23,710			2	2,9	1
7	8	10		12	2,53,710	0,25	0,16	2,5	2,7	1,2	0,16	0,08
я	10	12		15	3513				3,8	1,4
10	12	15		18	36,516			3	5,3	1,4
12	14	18		20	46,516			4	5	1,8
14	16	20		22	47,519			4	6	1,8
16	18	22		25	56,516			5	4,5	2,3
18	20	25		28	57,519	0,4	0,25	5	5,5	2,3	0,25	0,16
20'	22	28		32	5922			5	7	2,3
22	25	32		36	6922			6	6,5	2,8
25	28	36		40	61025			6	7,5	2,8
28	32	40			81128	0,6	0,4	8	8	3,3	0,4	0,25
32	38	40			101332			10	10	3,3

Примітка. Призначення шпонки І виконання – для передачі моментів, II виконання - для фіксації елементів.

послаблює його (виконання ? таблю 3.2), їх також застосовують для фіксування деталей (виконання IІ). Поля допусків для них h9 – на ширину, h11– на висоту: h12 – на діаметр; за шириною пазів бувають нормальні і щільні посадки з полями допусків, як у призматичних шпонок з нормальною, і щільною посадкою.

Клинові шпонки (рисунок 3.1, е) виготовляють у вигляді клина з похилом 1:100, який утворює самогальмування; клинову шпонку без головки або з головкою забивають в пази вала і маточини, утворюючи напружене з’єднання з натягом.

Тангенціальні шпонки (рисунок 3.1, ж) ставлять дві, кожна з двох односхилих клинів; вони мають натяг між валом і маточиною не в радіальному напрямку, як у клинових шпонок, а в тангенціальному (дотичному). Величина сили тертя між валом і маточиною залежить від ущільнення обох шпонок.

Ширину і висоту призматичних шпонок приймають за відповідним стандартом в залежності від діаметра вала (таблиця 3.1.). Довжину шпонки беруть з ряду довжин в залежності від довжини маточини, а якщо з’єднання рухоме, то з урахуванням переміщення. Потім перевіряють розрахунком на зрізання і зминання.

Призматичні і сегментні шпонки:

(3.1)

(3.2)

Радіальні шпонки перевіряють розрахунком на зрізання в площині стику шпонки 2bl і на зминання:

(3.3)

(3.4)

Клинові шпонки з попереднім затягуванням на зминання:

(3.5)

де М – обертаючий момент, що передається, Нм;

d – діаметр вала в місці установки шпонки, м;

D – діаметр зовнішніх кінців радіальних шпонок (рисунок 3.1);

lp – робоча довжина шпонки, м (для шпонок з плоскими торцями lp= l, при округлених торцях lp= l –b);

l –довжина шпонки;

b – ширина шпонки;

t₁ – глибина паза вала, м;

h – висота шпонки, м;

S_зм,[τ_зр] (0,2...0,3)σ _Т – припустиме напруження зрізання, Па;

[σ _зм] (0,3...0,5)σ _Т – припустиме напруження зминання, Па;

σ _Т – межа текучості матеріалу шпонки,Па;

f – коефіцієнт тертя між шпонкою і деталлю, приймають f 0,08...0,12 .

Контроль розмірів частин шпоночних з’єднань при штучному виготовленні виконують за допомогою універсальних приладів, наприклад, мікрометричної скоби 1 (рисунок 3.2, а); при масовому виготовленні – за допомогою спеціальних пристосувань. Для перевірки дна паза використовують шаблон 2 і щуп (рисунок 3.2, б), а після постановки шпонки в паз перевіряють висоту виступаючої частини за допомогою призматичного містка 3 і мікрометричної головки (рисунок 3.2, в).

Положення бокових стінок паза вала відносно його осі перевіряють за допомогою клинових плиток 4 і коробчастої лінійки 6, яка на циліндричну поверхню вала лягає паралельно його осі. Між лінійкою і плитками шпоночного паза (рисунок 3.2, г) в місцях 5 заміряють зазори; якщо вони однакові, то перекіс шпоночного паза відсутній.

Пристосуваннями 7 з індикаторами годинникового типу (рисунок 3.2, д) перевіряють відсутність перекосу стінок паза за постійним розміром l. Взаємне розташування двох шпонок на валу перевіряють пристосуванням 8 (рисунок 3.2, е), показання індикатора мусять бути постійними на довжині шпонок з двох сторін вала.