Глава 10.

НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ И ШЛИЦЕВЫХ

СОЕДИНЕНИЙ

10.1. Общие сведения о шпоночных и шлицевых соединений

Основное назначение шпоночных и шлицевых соединений – передача крутящих моментов между валами и насажанными на них зубчатыми колесами, шкивами, полумуфтами, эксцентриками, маховиками, рукоятками управления и другими деталями.

Шпонки и шлицы могут применяться как в подвижных, так и неподвижных соединениях втулок с валами.

В шпоночных и шлицевых соединениях должно обеспечиваться хорошее центрирование, то есть боковые зазоры по ширине шпонок и шлицев должны быть минимальными. Иначе возможно относительное смещение соединенных деталей, а в реверсивных механизмах и удары за счет перемещения бокового зазора с одной стороны шлица (шпонка) на другой.

Исключить зазоры по ширине шпонок и шлицев практически невозможно, так как возникают погрешности размеров, формы и взаимного расположения деталей, входящих в соединение. Кроме того, зазоры и натяги по боковым сторонам шпонок и шлицев и центрирующим поверхностям необходимы для выполнения функционального назначения соединения в зависимости от условий работы.

В настоящее время в России стандартизированы системы допусков и посадок шпоночных соединений с призматическими, клиновыми и сегментными шпонками, а также шлицевых соединений с прямобочными и эвольвентными шлицами. Шлицевые соединения с треугольными шлицами применяются реже, и на допуски и посадки этих соединений отсутствуют общегосударственные стандарты.

10.2. Нормирование точности шпоночных соединений с призматическими шпонками. Обозначение на чертежах

Соединения с призматическими шпонками, размеры, допуски и посадки которых регламентированы ГОСТ 23360-78^, встречаются наиболее часто.

Основные размеры шпонок и шпоночных пазов в соединениях с призматическими шпонками даны в табл. 28 приложения.

Стандартом регламентируются: ширина шпонки b, высота шпонки h, длина шпонки L, глубина шпоночного паза на валу t₁и глубина шпоночного паза во втулкеt₂.

Призматические шпонки изготавливаются в трех исполнениях (рис. 130).

Рис. 130. Виды исполнения шпонок

В обозначении шпонки последовательно указываются исполнение, ширина шпонки, высота шпонки и длина шпонки. Исполнение 1 не указывается. Например, шпонка призматическая исполнения 1, с размерами b = 18 мм, h = 11 мм, L = 100 мм, будет обозначаться следующим образом:

Шпонка 1811100 ГОСТ 23360-78*.

Та же шпонка исполнения 2:

Шпонка 2–1811100 ГОСТ 23360-78*.

Точность размеров элементов шпоночного соединения нормируется аналогично точности гладких соединений. Поля допусков на эти элементы выбираются по ГОСТ 25347-82 и зависят от вида соединений (табл. 53).

Различаю три вида шпоночных соединений:

– свободное соединение – соединение с гарантированным зазором применяется при действии нереверсивных равномерных нагрузок, легких режимах работы и затрудненных условиях сборки, а также для направляющих шпонок;

– нормальное соединение – соединение с переходной посадкой с большой вероятностью получения гарантированного зазора применяется при отсутствии реверсивных ударных нагрузок и благоприятных условиях сборки, когда не требуются частые разборки, используется в крупносерийном и массовых производствах;

– плотное соединение – соединение с переходной посадкой с примерной равной вероятностью получения зазора в соединениях шпонок с обеими пазами применяется при реверсивных нагрузках и редких разборках, при сборке запрессовкой. Используется при мелкосерийном и единичном производстве.

Таблица 53

Поля допусков по ширине шпонки в зависимости от вида соединений

Элемент соединения	Поле допуска размера b при соединении
	свободном	нормальном	плотном
Ширина шпонки	h9	h9	h9
Ширина паза на валу	H9	N9	Р9
Ширина паза на втулке	D10	JS9	P9

Для ширины пазов вала и втулки допускаются любые сочетания указанных полей допусков. Рекомендуемые посадки приведены на рис. 131, а пример, постановки посадок – на чертеже на рис. 132.

Рис. 131. Расположение полей допусков в шпоночных соединениях

Рис. 132. Пример простановки посадок сопряжения с призматической шпонкой

На глубину пазов во втулке или валу задаются численные значения отклонений (табл. 54).

Таблица 54

Предельные отклонения на глубину пазов с призматическими шпонками

Высота шпонки h, мм	От 2 до 6	От 6 до 18	От 18 до 50
Предельные отклонения на глубину паза на валу t1 (или d – t1)*, и во втулке t2 (или d + t2), мм	+0,1 0	+0,2 0	+0,3 0

Примечания: ^* Для указанного размера те же предельные отклонения назначаются со знаком минус.

На рабочам чертеже предпочтительно на валу указать размер t₁, а на отверстии втулкиd+t₂; если указывается на валу размерd-t₁, предельные отклонения назначаются со знаком минус.

Длина шпоночного паза вала выполняется по Н15.

Длина шпонки Lвыполняется поh14.

Высота шпонки выполняется по h11.

Допускается изготавливать шпонки высотой от 2 до 6 мм по h9.

Шероховатость поверхности боковой поверхности шпоночного паза Ra3,2, дна шпоночного пазаRa6,3.