1.3 Расчет допусков и посадок шпоночного соединения

Для заданного вида шпоночного соединения определить посадки шпонки в паз вала и в паз втулки, построить для них схемы расположения полей допусков, рассчитать предельные размеры сопрягаемых деталей, а также табличные зазоры (натяги). Определить необходимый и достаточный набор требований к точности геометрических параметров элементов деталей, сопрягаемых со шпонкой и обозначить их на эскизах соответствующих деталей.

В соответствии с заданием заданы параметры для расчета: d=8 мм; l=22 мм мм; вид соединения – свободное.

По ГОСТ 23360-78 для вала Ø8 выбираем размеры шпонки bh=33мм, t₁=1,8мм, t₂=1,4 Условное обозначение: Шпонка 3322 ГОСТ 23360-78.

Рисунок 3.1 - Схема шпоночного соединения

1.3.1. Расчет шпоночного соединения по размеру b:

паз вала b=3Н9:

ES=25 мкм b_max=b+ES =3,000+0,025=3.025 мм;

EI=0мкм b_min=b+EI =3,0000=3.000мм;

ширина шпонки b₂=3h9:

es=0 мкм B_1max=b₂+es =3,000+0=3,000 мм;

ei=-25мкм B_1min=b₂+ei =3,000+(-0,025)=2,975 мм;

паз втулки В₃=3D10:

ES=+60 мкм B_{2 max}=3,000+0,060=3.060 мм,

EI=+20мкм B_2min=3,000+0,020=3.020 мм.

1.3.2. Строим схемы расположения полей допусков шпоночного соединения по ширине шпонки b.

+60

D10

+25

+20

B_{1 min} =2,975мм

H9

+

B_{2 max} =3,060мм

0

-

b _max =3,025 мм

h9

b _min =3,000 мм

B_{2 min} =3,020 мм

-25

B=3,000 мм

B_{1 max} =3,000 мм

Рисунок – 3.2 Расположение полей допусков шпоночного соединения по ширине

шпонки b.

Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b:

- соединение шпонки B₁=3 h9 c пазом вала b=3 H9:

S_{1 max}=b _max – B_1min= 0,050 мм,

N

+25

_{1 max}= B_{1 max} – b _min=0 мм.

S_{1 max} = 0,050 мм

H9

H9

+

0

B_{1 max} =3,025 мм

B_{1 min} =3,000 мм

-

h9

B₀=b₀=3,000 мм

b_{2 max} =3,000 мм

N_{1 max} = 0,00 мм

b_{2 min} =2,975 мм

-25

Рисунок 3.2 - Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза вала

- соединение шпонки b₂=3 h9 с пазом втулки B₃=3 D10

S _{2 max}=B_{2 max} – B_{1 min}= 0,085 мм,

N_{2 max}= B_{1 max} – B_{2 min}= -0,025мм.

+60

S _{2 max} = 0,85 мм

D10

+25

+

0

-

h9

-25

B₀=b₀=3,000 мм

B_{2 max}=3,060мм

B_{2 min}=3,025мм

N_{2 max}= -0,025 мм

B_{1 max}=3,000 мм

B_{1 min}=2,975мм

Рисунок 3.3 - Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза втулки

По высоте шпонки h:

- глубина паза вала

t₁=1,8^+0,1 мм (ГОСТ 23360),

t_{1 max}=1,9 мм,

t_{1 min}=1,8 мм;

- высота шпонки

h=3h11,

h_max=3,000 мм,

h_min=2,940 мм;

- глубина паза втулки

t₂=1,4^+0,1 мм (ГОСТ 23360),

t_{2 max}=1,5 мм,

t_{2 min}=1,4 мм.

Тогда

S_max=t_{1 max}+t_{2 max} -h_min=1,9+1,5-2,940=0,460 мм,

S_min=t_{1 min}+t_{2 min} –h_max=1,8+1,4-3,000=0,2 мм.

По длине шпонки l=22 мм:

- длина шпонки l₁=22 h14 (ГОСТ 23360),

l_{1 max}=22,000 мм,

l_{1 min}=21,48 мм (ГОСТ 25346);

- длина паза вала

L₂=22 H15 (ГОСТ 23360),

L_{2 max}=22,840 мм,

L_{2 min}=22,000 мм (ГОСТ 25346);

S_max=L_{2 max} – l_{1 min} = 22,840 – 21,48 = 1,36 мм,

S_min=L_{2 min} – l_{1 max} =22,000 – 22,000 = 0 мм.

+840

S_max=1,36 мм

H15

+

0

-

h14

l_{1 min}=21,480 мм

l_{1 max}=22,000 мм

L_{2 max}=22,840 мм

L_{2 min}=22,000 мм

-520

L=22,000 мм

Рисунок 3.4 - Схема расположения полей допусков по длине шпоночного паза

Рисунок 3.5-Эскизы пазов