Исходные данные: 1) вид соединения; 2) вид шпонки; 3) диаметр вала d (см. таблицу 1.1).
Определить: 1) размеры шпонки; 2) глубину паза вала и паза втулки.
Назначить допуски и посадки на элементы шпоночного соединения.
Выбрать: 1) экономичный способ обработки деталей; 2) шероховатость поверхности.
Иллюстрации: 1) схемы расположения полей допусков шпонки по ширине; 2) эскизы деталей шпоночного соединения с простановкой размеров, допусков и посадок, шероховатостей поверхностей и условным обозначением шпонки.
Рекомендации по выполнению раздела:
для соединения деталей машин (зубчатых колес, шкивов, муфт, роликов, дисков, кулачков, рукояток и др.) с валами при невысоких требованиях к точности центрирования соединяемых деталей применяют шпоночные соединения.
Особенностью шпоночных соединений является то, что в сопряжении участвуют три элемента: поверхность паза на валу, поверхность паза во втулке и поверхность шпонки.
Размеры призматических и сегментных шпонок и сечений пазов, допуски и посадки регламентируются ГОСТ 23360 – 78 «Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки» и ГОСТ 24071 – 97 «Основные нормы взаимозаменяемости. Сегментные шпонки и шпоночные пазы».
Стандарт предусматривает три исполнения призматических шпонок и два исполнения сегментных шпонок и регламентирует размеры сечений пазов и их предельные отклонения (рисунок 1.1).
а б
Рисунок 1.1 - Виды исполнения шпонок:
а) призматических, б) сегментных
Работоспособность шпоночных соединений определяется в основном точностью посадок по ширине шпонки b. Остальные размеры задают так, чтобы исключить возможность защемления шпонки по высоте или чрезмерное занижение поверхностей соприкосновения боковых сторон.
|
|
По ширине для призматических шпонок предусмотрено три варианта соединения: свободное (используют в случае перемещения по валу или вдоль оси какой-либо детали); нормальное (для использования в массовом производстве); плотное (для индивидуального производства) (таблица 1.1).
Таблица 1.1 - Предельные отклонения по ширине b шпоночных соединений с призматическими шпонками
| Соединение, тип | Ширина шпонки b
| Паз | |
на валу b
| во втулке b
| ||
| Свободное, I | h9 | H9 | D10 |
| Нормальное, II | N9 | JS9 | |
| Плотное, III | P9 | P9 |
Сечение шпонок (b 
h) зависит от диаметра вала.
К несопрягаемым размерам призматических шпонок относятся: высота шпонки h и длина шпонки l, которые также стандартизованы. Высоту призматических шпонок выполняют по h11 (при высоте 2…6 мм – по h9), длину l – по h14, длину пазов – по h15. отклонения по указанным элементам всегда направлены «в тело», что гарантирует собираемость соединения.
Для шпоночных пазов на чертежах проставляют на валу d – t1, во втулке d + t2, где t – глубина пазов (таблица 14 и 15 приложения А).
Соединение с сегментными шпонками вследствие их конструктивной особенности могут передавать небольшие крутящие моменты или использоваться для получения неподвижных соединений деталей с валом, поэтому по характеру сопряжения могут быть только II или III типа.
Допуск на диаметр d сегментной шпонки назначается по h12. остальные допуски на элементы шпоночных соединений с сегментными шпонками остаются такими же, как и для призматических шпонок.
|
|
Условное обозначение призматических шпонок исполнения 1 состоит из номинальных размеров шпонки b h l и номера ГОСТа. Например, шпонка исполнения 1 с размерами b h l = 16 10 80: шпонка 16 10 80 ГОСТ 23360 – 78. Для 2 и 3 исполнения: шпонка 2(3) - 16 10 80 ГОСТ 23360 – 78.
Условное обозначение сегментной шпонки состоит из размеров b и h и номера ГОСТа. Например, шпонка нормальной формы (исполнение 1) сечением b h1 = 4 6,5: шпонка 4 6,5 ГОСТ 24071 – 97. обозначение низкой шпонки с сечением b h2 = 5 5,2: шпонка - 5 5,2 ГОСТ 24071 – 97.