5.3 Рекомендації з призначення посадок шпонкових з'єднань

Шпонкове з'єднання застосовується в тих випадках, коли вимоги центрування відносно невисокі.

Працездатність шпонкових з'єднань визначається в основному точністю посадок по ширині шпонки b , тому стандарти встановлюють норми точності посадок згідно з цим розміром. Допуски форми і розташування пазів необхідно визначати при конструюванні з'єднань у залежності від вимог до них.

З а формою стандартні шпонки розділяються на призматичні, клинові, сегментні і тангенціальні, однак, оскільки найбільше застосування знаходять призматичні і сегментні, зупинимося на рекомендаціях із призначення посадок саме цих типів. На рис. 5.6, а, приведені параметри призматичних, а на рис. 5.6, б - сегментних шпонок.

Рисунок 5.6 - Розміри пазів і перерізів шпонок

Розміри пазів і перерізів шпонок, а також їхньої довжини в залежності від діаметра вала нормуються ГОСТ 23360-78 для призматичних шпонок і ГОСТ 24071- для сегментних.

Для шпонкових пазів втулок на кресленнях проставляють розмір d+t₂, як загальний і зручний для контролю; на валах переважно необхідно вказувати t₁, але допускається розмір d-t₁. Граничні відхилення розмірів по глибині пазів приведені в табл. 5.6.

Для розмірів призматичних шпонок встановлено такі поля допусків: по ширині b - h9, по висоті h - h9 при h=2 - 6 мм і h11 при h>6 мм, по довжині l – h14. Для довжини шпонкового паза встановлене поле допуску Н15.

Таблиця 5.6 - Граничні відхилення пазів і розмірів, пов'язаних із глибиною паза

Висота шпонки h, мм	Глибина паза на валу t, мм	Граничні відхилення розмірів, мм
		t1 чи (d-t1)	(d+t2)
Від 2 до 6	Від 1,2 до 3,5	+0,1 чи (-0,1)	+0,1
Понад 6 до 18	Понад 3,5 до 11	+0,2 чи (-0,2)	+0,2
Понад 18 до 50	Понад 11 до 31	+0,3 чи (-0,3)	+0,3

Для розмірів сегментних шпонок установлені наступні поля допусків: для ширини b - h9, для висоти h - h11, для діаметра d - h12.

Поля допусків пазів визначаються в залежності від типу шпонкового з'єднання. Стандартом установлені три типи з'єднань: вільне, нормальне і щільне. Типи з'єднань зведені в табл. 5.7 і приведені на рис. 5.7.

Таблиця 5.7 - Допуски і види шпонкових з'єднань

Вид з'єднання	Позначення полів допусків
	Ширина шпонки	Паз валу	Паз втулки
Вільне	h9	Н9	D10
Нормальне	h9	N9	Js9
Щільне	h9	Р9	Р9

Для призматичних шпонок застосовуються всі три типи з'єднань, причому для напрямних шпонок головним чином вільне; для сегментних - нормальне і щільне. Граничні відхилення полів h9, h12, h14, Н9, D10, N9, Js9, P9 і Н15 - у ГОСТ 25347-82.

На робочих кресленнях вала і втулки повинні встановлюватися допуски симетричності розташування пазу щодо посадкових циліндричних поверхонь вала і втулки. Приклади виконання креслень вала (а) і втулки (б) приведені на рис. 5.7.

Величину допуску симетричності можна підрахувати по формулі [2]:

,

де e₁ і е₂ - допуски симетричності паза втулки і вала;

S_min1 i S_min2 - зазори в з'єднаннях відповідно в пазу втулки і в пазу вала;

k₁ і k₂ - коефіцієнти використання зазорів, які можна прийняти k₁=k₂=0,4...0,6. Прийнявши е₁=е₂, розрахункове значення варто відкоригувати згідно з ГОСТом.

На рисунку 5.8 наведені фрагменти креслень, що пояснюють позначення шпонкових з'єднань.