5.Расчёт шпоночного соединения.

Для исходных данных, приведённых в таблице

Диаметр вала, d, мм	Длина шпонки, l,мм	Исполнение	Вид соединения
55	160	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 6.2.[1].

Диаметр вала d, мм	Размеры сечения шпонки, мм		Глубина паза, мм		Интервалы длин шпонки, мм
	b	h	t 1	t2	От	До
Св. 48 до 55	16	10	5,0	5,1	45	160

5.1.2. Определим допуски на размеры элементов шпоночного соединения.

Шпонка:

- ширина шпонки b = 16h9  16

- высота шпонки h = 10h11  10

- длина шпонки l = 160h14  160

Паз:

- ширина паза на валу b = 16H9  16

- ширина паза во втулке b = 16D10  16

- длина паза во втулке L = 160H15  160

5.1.3. Определим допуски элементов шпоночного соединения.

5.1.3.1 Определим допуск на ширину шпонки

ITb = es – ei

ITb = 0 – (- 43) = 43 мкм

5.1.3.2 Определим допуск на высоту шпонки

ITh = es - ei

ITh = 0 – (- 90) = 90 мкм

5.1.3.3 Определим допуск на длину шпонки

ITl = es –ei

ITl = 0 – (-870) = 870 мкм

5.1.3.4 Определим допуск на ширину паза на валу

ITb_в = ES – EI

ITb_в = 43 – 0 = 43 мкм

5.1.3.5 Определим допуск на ширину паза на втулке

ITb_вт = ES – EI

ITb_вт = 120 – 50 = 70 мкм

5.1.3.6 Определим допуск на длину паза на втулке

ITl = ES – EI

ITl = 1400 – 0 = 1400 мкм

5.2. Определим предельные размеры элементов шпоночного соединения.

Определим наибольший предельный размер ширины шпонки.

b_max = b + es

b_max = 16 + 0 =16 мм

5.2.1 Определим наименьший предельный размер ширины шпонки.

b_min = b + ei

b_min = 16 + 0,043 = 15,957 мм

5.2.2 Определим наибольший предельный размер высоты шпонки.

h_max = h + es

h_max = 10 + 0 = 10 мм

5.2.3 Определим наименьший предельный размер высоты шпонки.

h_min = h + ei

h_min = 10 + 0,090 = 10,090 мм

5.2.4 Определим наибольший предельный размер длины шпонки.

l_max = l + es

l_max = 160 + 0 =160 мм

5.2.5 Определим наименьший предельный размер длины шпонки.

l_min = l + ei

l_min = 160 + 0,870 = 160,870 мм

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

5.2.6.1 Определим наименьший предельный размер паза на валу.

b_{в min} = b_в + ei_в

b_{в min} = 16 + 0 = 16

5.2.6.2 Определим наибольший предельный размер паза на валу.

b_{в max} = b_в + es_в

b_{в max} = 16 + 0,043 = 16,043 мм

5.2.6.3 Определим наименьший предельный размер паза на втулке.

b_{вт min} = b_вт + ei_вт

b_{вт min} = 16 + 0,050 = 16,050 мм

5.2.6.4 Определим наибольший предельный размер паза на втулке.

b_{вт max} = b_вт + es_вт

b_{вт max} = 16 + 0,120 = 16,120 мм

5.3. Определим предельные отклонения на глубину паза на валу и во втулке по таблице 6.

3.[1].

Высота шпонки, h	Предельные отклонения размеров, мм
	t1	d - t1	t2 или d + t2
Св. 6 до 18	+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 = (55 – 5) + 0 = 50 мм

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

(d - t₁)_min = (d - t₁) + ei

(d - t₁)_min = (55 – 5) + (-0,2) = 49,8 мм

5.4.5. Наибольший предельный размер глубины паза на втулке t₂.

t_2max = t₂ + es

t_2max = 3,3 + 0,2 = 3,1 мм

5.4.6. Наименьший предельный размер глубины паза на втулке t2.

t_2min = t₂ + ei

t_2min = 5,1 + 0 = 5,1 мм

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

(d + t₂)_max = (d + t₂) + es

(d + t₂)_max = (55 + 3,3) + 0,2 = 58,5 мм

5.4.7.1 Наименьшее предельное значение размера (d + t₂).

(d + t₂)_min = (d + t₂) + es

(d + t₂)_min = (55 + 3,3) + 0 = 58,3 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} = d_{в max} – d_min = 16,043 – 15,957 = 0,086 мм.

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

S_{в min} = d_{в min} – d_max = 16 – 16 = 0 мм.

5.6.3. Определим допуск посадки на валу ITNS_в.

ITNS_в = S_{в max} + S_{в min} = 0,086 + 0 = 0,086 мм.

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

S_{вт max} = d_{вт max} – d_min = 16,120 – 15,957 = 0,163 мм.

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

S_{вт min} = d_{вт min} – d_max = 16,050 – 16 = 0,050 мм.

5.6.6. Определим допуск посадки на втулке ITNS_вт.

ITNS_вт = S_{вт max} + S_{вт min} = 0,163 + 0,050 = 0,213 мм.

Схема расположения полей допусков элементов шпоночного соединения по b.