4 Нормирование точности шпоночных и шлицевых соединений

4.1 Шпоночные соединения

4.1.1 Назначение шпоночных соединений и их конструктивное исполнение

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, в которых наряду с натягами могут быть зазоры. Размеры шпоночных соединений стандартизированы.

Различают шпоночные соединения с призматическими (ГОСТ 23360), сегментными (ГОСТ 24071), клиновыми (ГОСТ 24068) и тангенциальными (ГОСТ 24069) шпонками. Шпоночные соединения (рисунки 4.1 и 4.2) с призматическими шпонками применяются в малонагруженных тихоходных передачах (кинематические цепи подач станков), в крупногабаритных изделиях (кузнечно-прессовое оборудование, маховики двигателей внутреннего сгорания, центрифуги и др.). Клиновые и тангенциальные шпонки воспринимают осевые нагрузки при реверсах в тяжело нагруженных соединениях. Наиболее широкое использование получили призматические шпонки.

Рисунок 4.1 – Шпоночное соединение

Призматические шпонки имеют три исполнения (рисунок 4.3). Вид исполнения шпонки определяет форму паза на валу (рисунок 4.4). Исполнение 1 – для закрытого паза, для нормального соединения в условиях серийного и массового типов производства; исполнение 2 – для открытого паза с управляющими шпонками, когда втулка перемещается вдоль вала при свободном соединении; исполнение 3 – для полуоткрытого паза со шпонками, установленными на конце вала с плотным соединением, напрессованной втулки на вал, в единичном и мелкосерийном типах производства. Размеру шпонки зависят от номинального размера диаметра вала и определяются по ГОСТ 23360 (см. таблицу 4.1).

а) б)

Рисунок 4.2 – Поперечное сечение шпонки и пазов:

а – сечение шпонки; б – сечение пазов (r – соответствует своему максимальному значению)

а) б) в)

Рисунок 4.3 – Виды исполнений шпонок:

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

а) б) в)

Рисунок 4.4 – Формы пазов на валах:

а – закрытый; б – открытый; в – полуоткрытый

Таблица 4.1 – Размеры соединений с призматическими шпонками по ГОСТ 23360 (ограниченно), мм

Диаметр вала d	Размеры шпонки				Глубина шпоночного паза с отклонением		Радиус закругления r или фаска S1max
	Сечение		Фаска Smin	Интервалы длин l
	b	h			на валу t1	во втулке t2
От 6 до 8	2	2	0,16	От 6 до 20	1,2+0,1	1,0+0,1	0,16
Свыше 8 " 10	3	3		" 6 " 36	1,8+0,1	1,4+0,1
" 10" 12	4	4		" 8" 45	2,5+0,1	1,8+0,1
" 12" 17	5	5	0,25	" 10" 56	3,0+0,1	2,3+0,1	0,25
" 17" 22	6	6		" 14" 70	3,5+0,1	2,8+0,1
" 22 " 30	8	7		" 18 " 90	4,0+0,2	3,3+0,2
" 30" 38	10	8	0,40	" 22 " 110	5,0+0,2	3,3+0,2	0,40
“ 38 " 44	12	8		" 28 " 140	5,0+0,2	3,3+0,2
" 44 " 50	14	9		"36 " 160	5,5+0,2	3,8+0,2
" 50 " 58	16	10		"45 " 180	6,0+0,2	4,3+0,2
" 58 " 65	18	11		" 50" 200	7,0+0,2	4,4+0,2
" 65 " 75	20	12	0,60	"56 " 220	7,5+0,2	4,9+0,2	0,60
" 75 " 85	22	14		"63 " 250	9,0+0,2	5,4+0,2
" 85 " 95	25	14.		" 70" 280	9,0+0,2	5,4+0,2
" 95 "110	28	16		" 80 " 320	10+0,2	6,4+0,2
" 110"130	32	18		" 90" 360	11+0,2	7,4+0,2
Примечание. 1. Длина шпонки выбирается из ряда целых чисел: 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320; 360.

Примеры условных обозначений шпонок:

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

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