5.Расчёт шпоночного соединения.

Расчёт шпоночного соединения.

Для исходных данных, приведённых в таблице

Диаметр вала, d, мм	Длина шпонки, l,мм	Исполнение	Вид соединения
40	100	1	Свободное

определить номинальный размер шпонки, выбрать посадки для шпоночного соединения, вычислить предельные размеры, зазоры (натяги). Начертить схему расположения полей допусков с указанием на ней всех вычисленных размеров.

5.1. Определить размеры призматической шпонки.

Размеры сечения шпонки b x h найдём по таблице П4.1.

Диаметр вала d, мм	Размеры сечения шпонки, мм		Глубина паза, мм
	b	h	t 1	t2
40	12	8	5	3,3

5.1.2. Определим допуски на размеры элементов шпоночного соединения.

Шпонка:

- ширина шпонки b = 12h9  12

- высота шпонки h = 8h11  7

- длина шпонки l = 100h14  100

Паз:

- паз на валу b = 12H9  12

- паз во втулке b = 12D10  12

5.1.3. Определим допуски элементов шпоночного соединения по табл. П1.1, п1.8

и ( табл. 3.22 стр. 51{1})

es = 0 ITl = 870 es_в = 0

ITb = 43 ITb_в = 43 ei_вт = 50

ITh = 90 ITb_вт = 70

Определим допуск на ширину шпонки

ei = es – ITb

ei = 0 – 43 = -43 мкм

Определим допуск на высоту шпонки

ei = es – ITh

ei = 0 – 90 = -90 мкм

Определим допуск на длину шпонки

ei = es – IT1

ei = 0 – 870 = -870 мкм

Определим допуск на ширину паза на валу

ei = es – ITb_в

ei = 0 – 43 = -43 мкм

Определим допуск на ширину паза на втулке

ei = es – ITb_вт

ei = 120 – 70 = 50 мкм

5.2. Определим предельные размеры элементов шпоночного соединения.

Определим наибольший предельный размер ширины шпонки.

b_max = b + es

b_max = 12 + 0 =12 мм

Определим наименьший предельный размер ширины шпонки.

b_min = b + ei

b_min = 12 - 0,036 = 11,964 мм

Определим наибольший предельный размер высоты шпонки.

h_max = h + es

h_max = 8 + 0 = 8 мм

Определим наименьший предельный размер высоты шпонки.

h_min = h + ei

h_min = 8 - 0,090 = 7,910 мм

Определим наибольший предельный размер длины шпонки.

l_max = l + es

l_max = 100 + 0 =100 мм

Определим наименьший предельный размер длины шпонки.

l_min = l + ei

l_min = 100 - 0,870 = 99.130 мм

5.2.1. Определим предельные размеры паза на валу и во втулке.

Определим наименьший предельный размер паза на валу.

b_{в min} = b_в + ei_в

b_{в min} = 12 + 0 = 12 мм

Определим наибольший предельный размер паза на валу.

b_{в max} = b_в + es_в

b_{в max} = 12 + 0 = 12 мм

Определим наименьший предельный размер паза на втулке.

b_{вт min} = b_вт + ei_вт

b_{вт min} = 12 + 0,050 = 12,050 мм

Определим наибольший предельный размер паза на втулке.

b_{вт max} = b_вт + es_вт

b_{вт max} = 12 + 0,120 = 12,120 мм

5.3. Определим предельные отклонения на глубину паза на валу

и во втулке по таблице П4.2.

Высота шпонки, h	Предельные отклонения размеров, мм
	t1	d - t1	t2 или d + t2
8	+0,2 -0	+0 - 0,2	+ 0,2 - 0

5.3.1. Определить допуск на глубину паза на валу и во втулке.

ITt₁ = ES – EI = 0,2 – 0 = 0,2 мм

IT (d – t₁) = es – ei = 0 – (-0,2) = 0,2 мм

ITt₂ (ITd + t₂) = ES – ei = 0,2 – 0,2 = 0

5.4. Определим предельный размер паза на валу и во втулке.

5.4.1. Наибольший предельный размер глубины паза на валу t₁.

t_1max = t₁ + ES

t_1max = 5 – 0,2 = 4,8 мм

5.4.2. Наименьший предельный размер глубины паза на валу t₁.

t_1min = t₁ + EI

t_1min = 5 – 0 = 5 мм

5.4.3. Наибольшее предельное значение размера (d - t₁).

(d - t₁)_max = (d - t₁) + es

(d - t₁)_max = (40 – 5) + 0 = 35 мм

5.4.4. Наименьшее предельное значение размера (d - t₁).

(d - t₁)_min = (d - t₁) + ei

(d - t₁)_min = (40 – 5) + (-0,2) = 34,8 мм

5.4.5. Наибольший предельный размер глубины паза на втулке t₂.

t_2max = t₂ + es

t_2max = 3,3 + 0,2 = 3,5 мм

5.4.6. Наименьший предельный размер глубины паза на втулке t2.

t_2min = t₂ + ei

t_2min = 3,3 + 0 = 3,3 мм

5.4.7. Наибольшее предельное значение размера (d + t₂).

(d + t₂)_max = (d + t₂) + es

(d + t₂)_max = (40 + 3,3) + 0,2 = 43,5 мм

5.4.7. Наименьшее предельное значение размера (d + t₂).

(d + t₂)_min = (d + t₂) + es

(d + t₂)_min = (40 + 3,3) + 0 = 43,3 мм

5.5. Построим схему расположения полей допусков элементов шпоночного соединения.

5.6. Определим параметры соединения.

Так как поле допуска по b паза на валу и втулке, выше поля допуска шпонки, то такое соединение является свободным.

5.6.1. . Определим наибольший зазор на валу(S_{в max}).

S_{в max} = b_{в max} – b_min = 12 – 11,964 = 0,036 мм.

5.6.2. Определим наименьший зазор на валу(S_{в min}).

S_{в min} = b_{в min} – b_max = 12 – 12 = 0 мм.

5.6.3. Определим допуск посадки на валу ITNS_в.

ITNS_в = S_{в max} + S_{в min} = 0,036 + 0 = 0,036 мм.

5.6.4. Определим наибольший зазор на втулке(S_{вт max}).

S_{вт max} = b_{вт max} – b_min = 12,120 – 11,964 = 0,156 мм.

5.6.5. Определим наименьший зазор на втулке(S_{вт min}).

S_{вт min} = b_{вт min} – b_max = 12,120 – 12 = 0,120 мм.

5.6.6. Определим допуск посадки на втулке ITNS_вт.

ITNS_вт = S_{вт max} + S_{вт min} = 0,156 + 0,120 = 0,276 мм.

Рис.5.1. Схема расположения полей допусков элементов шпоночного соединения по b.