4 Расчет шпоночного соединения

Задание:

Рассчитать шпоночное соединение, построить схемы полей допусков.

Исходные данные:

d=36 мм - диаметра вала;

l=50 мм - длина шпонки;

соединение - нормальное.

Решение.

Основные размеры призматической шпонки и шпоночного паза по ГОСТ 23360-78(в зависимости от диаметра вала):

- ширина b = 10мм;

- высота h = 8мм;

- глубина паза вала t₁ = 50^+0,2 мм;

- глубина паза втулки t₂ = 3,3^+0,2 мм;

- длина шпонки l = 50мм.

Условное обозначение:

Шпонка 10×8×50 ГОСТ 23360-78.

Расчет шпоночного соединения по ширине шпонки:

• паз вала B₁ = 10N9

ES = 0 мкм, EI = -36 мкм,

B_1max = 10,000 + 0 = 10,000 мм,

B_1min = 10,000 - 0,036= 9,964 мм;

• ширина шпонки b₂ = 10h9

es = 0 мкм, ei = – 36 мкм,

b_2max = 10,000 + 0 = 10,000 мм,

b_2min = 10,000 - 0,036= 9,964 мм;

• паз втулки B₃ = 10JS9

ES = +18 мкм, EI = - 18 мкм,

B_3max = 10,000 + 0,018 =10,018 мм,

B_3min = 10,000 - 0,018 = 9,982 мм.

Рисунок 4.1 Схема расположения полей допусков шпоночного соединения

Рассчитываем предельные зазоры (натяги).

1. По размеру b:

• соединение шпонки b₂ = 10h9 с пазом вала B₁ =10N9:

S_1max = B_1max – b_2min = 10,000 – 9,964 = 0,036 мм,

S_1min = B_1min - b_2max = 9,964 – 10,000 = -0,036 мм;

Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза вала, показана на рисунке 4.2.

Рис. 4.2 - Схема расположения полей допусков ширины шпонкии ширины паза вала

• соединение шпонки b₂ = 10h9 с пазом втулки B₃ = 10JS9

S_2max = B_3max – b_2min = 10,018 – 9,964 = 0,054 мм,

S_2min = B_3min – b_2max = 10,000 – 9,982 = 0,018 мм.

Рис. 4.3 - Схема расположения полей допусков ширины шпонки

и ширины паза втулки

2. по высоте шпонки h:

• глубина паза вала t₁ = 5^+0,2 мм

EI = 0, ES = +0,2мм

t_1max = 5,200 мм,

t_1min = 5,000 мм;

• высота шпонки

h = 8h11,

h_max = 8,000 мм,

h_min = 7,910 мм;

• глубина паза втулки t₂ 3,3^+0,2 мм

t_2max =3,500 мм,

t_2min = 3,300 мм.

Тогда предельные зазоры по высоте шпонки равны:

S_max = t_1max + t_2max – h_min =5,200 + 3,500 – 7,910 = 0,790 мм,

S_min = t_1min + t_2min – h_max = 5,000 + 3,300 – 8,000 = 0,300 мм.

3. По длине шпонки l = 50 мм:

• длина шпонки

l₁ = 50h14 (ГОСТ 23360),

l_1max =50,000 мм,

l_1min = 49,260 мм (ГОСТ 25346);

• длина паза вала

L₂ = 50Н15 (ГОСТ 23360)

L_2max = 51,200 мм (ГОСТ 25346),

L_2min = 50,000 мм;

S_max = L_2max – l_1min = 51,200– 50,000 = 1,940 мм,

S_min = L_2min – l_1max = 50,000 – 50,000 = 0,000 мм.

Рис. 25. Схема расположения полей допусков по длине шпоночного паза.