Выбор полей допусков и посадок шпоночного соединения
| Дано: | диаметр вала, d – … мм; |
| длина ступицы, l – … мм; | |
| тип шпонки; | |
| вид соединения в сопряжении «шпонка – паз вала» и посадка в соединении «вал – втулка»; | |
| материал ступицы; | |
| крутящий момент, Мкр – … Н · мм. |
1. Определить основные размеры шпоночного соединения в зависимости от диаметра вала и вида шпонки по приложению Е и Ж.
2. Рассчитать длину шпонки (мм) необходимую для передачи крутящего момента по формуле:
а) для призматической шпонки в исполнении 1: 
;
в исполнении 2: 
;
в исполнении 3: 
.
 ,
| (53) | ||||
| где |  ..
| – | рабочая длина шпонки, мм; | ||
| b | – | ширина шпонки, мм; | |||
| Мкр.. | – | передаваемый крутящий момент, Н · мм; | |||
| d/// | – | диаметр вала, мм; | |||
| h/// | – | высота шпонки, мм; | |||
| t/// | – | глубина паза вала, мм; | |||
| – | допускаемое напряжение смятия: (при стальной ступице = 100…120Н/мм2; при чугунной ступице = 50…60Н/мм2).
| |||
б) для сегментной шпонки:
 ,
| (54) |
Расчётное значение длины шпонки округлить до стандартного значения по таблице 12 при условии, что её длина должна быть на 5…10 мм меньше длины ступицы.
Таблица 12 – Длины призматических шпонок по ГОСТ 8789-80
Если напряжение смятия значительно меньше допускаемого, взять шпонку на номер меньше, и повторить расчёт. При превышении допускаемых напряжений выбрать 2 шпонки с установкой под углом 180° или 3 шпонки под углом 120°.
3. Расчётную длину шпонки проверить на срез по формуле:
 ,
| (55) | ||||
| где | 
| – | расчётное значение напряжения на срез, Н/мм2; | ||
 .
| – | допускаемое напряжение на срез (  = 60…90Н/мм2).
| |||
4. Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки (по таблице 13).
Таблица 13 – Рекомендуемые поля допусков в сопряжении «шпонка – паз вала» по ГОСТ 24071-80
| Вид соединения | Рекомендуемые поля допусков | ||
| ширина шпонки | ширина паза вала | ширина паза втулки | |
| Плотное | h9 | P9 | P9 |
| Нормальное | h9 | N9 | IS9 |
| Свободное | h9 | H9 | D9 |
5. Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения в сопряжении «вал – втулка», по таблице 14.
Таблица 14 – Рекомендуемые поля допусков в соединении «вал – втулка»
по ГОСТ 24071-80
| Посадка | Рекомендуемые поля допусков | |
| отверстия | вала | |
| Переходная | Н6 | iS6; k6; m6; n6 |
| С натягом | Н8 | x8; u8; s8 |
| С зазором | Н7 | h7 |
6. Назначить поля допусков для остальных размеров шпоночного соединения и определить предельные отклонения всех размеров по приложению А; Г и Д.
Поля допусков непосадочных размеров шпоночного соединения определены в ГОСТ 24071-80:
| h | — | высота шпонки | — по h11; |
| l | — | длина шпонки | — по h14; |
| lвала | — | длина паза на валу | — по H15; |
| lвтулки | — | длина паза во втулке | — по H15; |
| t1 | — | глубина фрезерования паза вала | — по H12; |
| t2 | — | глубина фрезерования паза втулки | — по H12. |
7. Определить предельные зазоры и натяги в соединениях «шпонка – паз вала» и «шпонка – паз втулки».
8. Вычертить эскизы шпоночного соединения и его деталей с указанием всех основных размеров и полей допусков (см. рисунок 7 и 8).
       
|  
| ||
 
|  
|  
| |
| |||
Шпонка 
ГОСТ 23306-78
Рисунок 7 – Эскизы деталей шпоночного соединения с призматической шпонкой
|  
                        
| ||||||||
 
|
| ||||||||
|  
| ||||||||
Шпонка 
ГОСТ 24071-80
Рисунок 8 – Эскизы деталей шпоночного соединения с сегментной шпонкой
 | |||||
|  | ||||
Задание № 6