Глава 4. Нормирование точности

ТИПОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

4.1. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ

ШПОНОЧНЫХ И ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

4.1.1. Шпоночные соединения. Рекомендации по выбору

полей допусков

Теоретическая часть к практическому занятию 4.1

Шпоночные соединения предназначены для получения разъёмных соединений, передающих крутящие моменты. Они обеспечивают вращение зубчатых колес, шкивов и других деталей, монтируемых на валы по переходным посадкам.

Различают шпоночные соединения с призматическими (ГОСТ 23360), сегментными (ГОСТ 24071), клиновыми (ГОСТ 24068) и тангенциальными (ГОСТ 24069) шпонками. Наиболее широкое использование получили призматические шпонки.

Размеры призматической шпонки b,h, зависят от номинального размера диаметра вала. Длина шпонки l принимается равной длине ступицы или на 5…8 мм меньше и согласуется со стандартом. ГОСТ 23360 устанавливает размеры, допуски и посадки для соединений с призматическими шпонками, которые представлены в табл.Д.1.

Ш поночное соединение с призматическими шпонками показано на рис. 4.1 и рис. 4.2.

Рис. 4.1. Шпоночное соединение

Призматические шпонки имеют три исполнения (рис. 4.3).Выбор вида исполнения призматических шпонок связан с конструктивными особенностями шпоночного соединения и технологией изготовления пазов втулки и вала. Вид исполнения шпонки определяет форму паза на валу (рис. 4.4). Исполнение 1(предпочтительное) используется для закрытого паза, расположенного посередине ступени вала, исполнение 2  для открытого паза, расположенного на ступени вала большего диаметра; исполнение 3  для полуоткрытого паза, расположенного на выходном конце вала (редуктора или двигателя).

б)

Рис 4.2. Поперечное сечение шпонки и пазов:

а  сечение шпонки; б  сечение пазов (r  соответствует своему

максимальному значению)

Рис. 4.3. Виды исполнений шпонок:

а  исполнение 1; б  исполнение 2; в  исполнение 3

Рис. 4.4. Формы пазов на валах:

а  закрытый; б - открытый; в  полуоткрытый

В условном обозначении призматической шпонки указывают вид исполнения (кроме исполнения 1), ее размеры и стандарт.

Примеры условных обозначений призматической шпонки:

1. Шпонка 16  10  50 ГОСТ 23360 (исполнение 1; b  h = 16  10, длина шпонки l = 50).

2. Шпонка 2 (3) - 18  11  100 ГОСТ 23360 (исполнение 2 (или 3), b  h = 18  11, длина шпонки l = 100).

Шпонки вне зависимости от посадок изготавливают по размеру b с полем допуска h9, по высоте h  по h11, по длине l  по h14, что делает возможным их централизованное изготовление. Длина паза под шпонку L выполняется по Н15.

Глубину закрытого или открытого шпоночных пазов вала (исполнение 1 и 2) указывают размером t₁ (предпочтительно), полуоткрытого паза вала (исполнение 3) размером (d-t₁), глубину шпоночного паза отверстия (втулки) - размером (d+t₂). Допуски на все размеры глубины пазов назначают в тело детали (табл. Д.1).

Основным посадочным размером является ширина шпонки b. По этому размеру шпонка сопрягается с двумя пазами: нижняя часть шпонки с пазом на валу, а верхняя - с пазом во втулке.

а) б) в)

Рис. 4.5. Схемы расположения полей допусков на размер b:

а  свободное; б  нормальное; в  плотное;

 поле допуска шпонки;

 поле допуска паза вала;

- поле допуска паза втулки.

Шпонки обычно соединяются с пазами валов неподвижно, а с пазами втулок  с зазором. Натяг необходим для того, чтобы шпонки не перемещались при эксплуатации, а зазор  для компенсации неточности размеров, формы и взаимного расположения пазов.

Для предпочтительного применения стандарт предусматривает три вида

схем расположения полей допусков для соединений с призматическими шпонками, указанные на рис. 4.5.

Наибольшее распространение имеет нормальное соединение по переходным посадкам для неподвижных соединений в серийном и массовом производстве (крепежная шпонка).

Свободное соединение применяется для направляющих шпонок в подвижных соединениях (зубчатое колесо перемещается вдоль вала) или в неподвижных соединениях с длинной шпонкой.

Плотное соединение по переходным посадкам в неподвижных соединениях при редких разборках используется в случае реверсивного вращения вала или при расположении шпонки на конце вала.

Посадки шпонок осуществляются по системе вала (Сh).

Стандартом допускаются любые сочетания указанных на схеме (рис.4.5.) полей допусков ширины пазов вала и втулки с полем допуска шпонки по ширине, например по аналогии с табл. 4.1. [8;9] [4]??.

Таблица 4.1