Расчет допусков и посадок шпоночного соединения

Для номинального диаметра D2 (см. рис. 24) и длины шпонки L (табл. 20) определить предельные размеры элементов шпоночного соединения, зазоры и натяги при сопряжении шпонки с валом и со втулкой.

Построить схему расположения полей допусков для основных размеров шпоночного соединения.

Назначить экономически целесообразный способ обработки поверхности.

Выполнить эскиз шпоночного соединения с указанием необходимых размеров и допусков.

Исходные данные приведены в табл. 18: D2 - диаметр соединения; L - длина шпонки.

Пример расчета

Дано: диаметр вала d = 22 мм;

конструкция шпонки – сегментная;

вид соединения – нормальное.

Номинальные размеры шпоночного соединения.

Для вала Æ 22 мм (прил. 13)*:

ширина шпонки b = 5 мм;

высота шпонки h = 9;

глубина паза на валу t₁ = 7 мм;

глубина паза на втулке t₂ = 2,3 мм;

Примечание: * для призматической шпонки – прил. 12.

Выбор полей допусков деталей шпоночного соединения.

По прил. 14 при нормальном виде соединения назначают следующие поля допусков на посадочные размеры:

на ширину шпонки 5h9(-0,030);

на ширину паза вала 5N9-(0,030);

на ширину паза втулки 5J_s9 .

Таблица 20

Номинальные диаметры соединений D2 и длины шпонок L, мм

Отклонения для шпонок и их пазов определяются по стандарту для гладких и цилиндрических размеров. После выбора отклонения строятся поля допусков для шпонки, паза втулки и паза вала.

Выбираются параметры шероховатостей поверхностей соединения для сопрягаемых (в зависимости от квалитета) и для несопрягаемых R_Z = 50.

Допуск симметричности паза вала и паза втулки выбирается из прил. 11, 15.

Отклонения непосадочных размеров нормируются следующим образом:

на высоту шпонок при h = (2 – 6) мм – h9 и свыше 6 мм – h11;

на размер d – t₁ отклонение является нижним и берется со знаком минус;

на размер d + t₁ отклонение является верхним и берется со знаком плюс (по абсолютной величине отклонения равны значениям отклонений соответственно на t₁ и t₂).

Для сегментной шпонки длина шпонки и паза вала не нормируется.

Высота шпонки выполняется по h11;

диаметр исходного контура шпонок d_C – по h12;

диаметр паза вала под сегментную шпонку выполняется с верхним отклонением до +8 % от номинала.

Выбранные номинальные размеры и поля допусков внести в табл. 21, рассчитать необходимые значения и заполнить все графы.

Для нашего примера отклонения непосадочных размеров:

на высоту шпонки 9 h11(-0,090);

на глубину паза вала t₁ = 7H13(+0,220);

на глубину паза во втулке t₂ = 2,3H13(+0,140);

на размер d – t₁ – 22 – 7 = 15 (-0,220);

на размер d + t₂ = 22 + 2,3 = 24,3 (+0,140).

Предельные зазоры и натяги в соединении:

шпонка – паз вала:

S_max = B_max – b_min = 5 – 4,970 = 0,030 мм = 30 мкм;

N_max = b_max – B_min = 5 – 4,970 = 0,030 мм = 30 мкм,

шпонка – паз втулки:

S_max = B_max – b_min = 5,015 – 4,970 = 0,045 мм = 45 мкм;

N_max = b_max – B_min = 5 – 4,985 = 0,015 мм = 15 мкм.

Схема полей допусков и эскизы деталей представлены на рис. 24.

Таблица 21

Контрольные вопросы

1. Типы шпоночных соединений, их преимущества и недостатки.

2. Особенности нормирования точности размеров d – t₁ и d + t₂.

3. Система посадок по размеру «b».

4. Нормирование шероховатостей поверхностей деталей шпоночного соединения.

5. Особенности соединения с сегментной шпонкой.

6. Определение вида посадки соединений шпонка – паз вала и шпонка – паз втулки (ступицы) по размеру «b».

7. Нормирование точности непосадочных размеров шпоночного соединения.

Рис. 24. Схема полей допусков и эскизы деталей

шпоночного соединения

• ⇐ Назад
• -3
• -2
• -1
• 0
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 91011
• 12
• Далее ⇒