Допуски и посадки прямобочных шлицевых соединений

ГОСТ 1139-80 распространяется на шлицевые соединения общего назначения с прямобочным профилем шлицев, расположенных параллельно оси соединения, и устанавливает число зубьев, номинальные размеры соединений легкой, средней и тяжелой серии, а также допуски для соединений с центрированием по внутреннему диаметру, по наружному диаметру и по боковым сторонам зубьев.

Основные размеры и числа зубьев шлицевых соединений должны соответствовать указанным на рисунке 1 и в таблицах 1 – 3.

А, В, С – варианты исполнения шлицевых валов

Рисунок 1 – Основные размеры шлицей

Таблица 1 – Размеры легкой серии, мм

Продолжение таблицы 1

Таблица 2 – Размеры средней серии, мм

Таблица 3 – Размеры средней серии, мм

Продолжение таблицы 3

Для обеспечения концентричности поверхности втулки относительно оси вращения вала у шлицев сопрягаемых деталей предусмотрена центрирующая поверхность. Существует три способа центрирования: по поверхности наружного диаметра D (рисунок 2,а), по поверхности внутреннего диаметра d (рисунок 2, б) и по боковой поверхности шлицев b (рисунок 2, в).

Рисунок 2 – Способы центрирования

Выбор способа центрирования зависит от эксплуатационных требований и технологии изготовления шлицевых деталей.

Наиболее простым и экономичным способом является центрирование по наружному диаметру D. Но этот способ применим только в том случае, если втулка остается незакаленной или калится на невысокую твердость и допускает протягивание или калибрование.

Центрирование по поверхности внутреннего диаметра применяют при высокой твердости термически обработанных деталей и когда требуется повышенная точность центрирования.

Центрирование по боковым сторонам шлицев используют реже – когда не требуется высокая точность центрирования сопрягаемых деталей и при знакопеременных нагрузках.

В соединениях легкой и средней серий размер а дан для валов исполнения А при изготовлении методом обкатывания. Валы соединений тяжелой серии исполнения А, как правило, методом обкатывания не изготовляют (рисунок 1).

При центрировании по внутреннему диаметру шлицевые валы изготовляют в исполнении С. При центрировании по наружному диаметру и боковым сторонам зубьев шлицевые валы изготовляют в исполнении В.

Обозначения шлицевых соединений валов и втулок содержат: букву, означающую поверхность центрирования; число зубьев и номинальные размеры d, D и b соединения вала и втулки; обозначения полей допусков и посадок диаметров, а также размера b, помещенные после соответствующих размеров. Допускается указывать в обозначении допуски только центрирующих диаметров.

Пример условного обозначения соединения с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d = 36 мм, наружным диаметром D = 40 мм, шириной зуба b = 1 мм, с центрированием по внутреннему диаметру, с посадкой по диаметру центрирования и по размеру b – :

d – 8 × 36 × 40 × 7 .

С центрированием по наружному диаметру с посадкой по диаметру центрирования и по размеру b – :

D – 8 × 36 × 40 × 7 .

С центрированием по боковым сторонам:

b – 8 × 36 × 40 × 7 .

Пример условного обозначения втулки при центрировании по внутреннему диаметру:

d – 8 × 36Н7 × 40Н12 × 7D9;

то же, для вала:

d – 8 × 36e8 × 40a11 × 7f8.

Посадки шлицевых прямобочных соединений осуществляются, как правило, по центрирующей поверхности и по боковым поверхностям или только по боковым поверхностям.

Поля допусков валов должны соответствовать указанным в таблице 4, а втулок – в таблице 5. Поля допусков, набранные полужирным шрифтом, являются предпочтительными. Поля допусков, указанные в скобках, применять не желательно.

Рекомендуемые посадки валов и втулок приведены в таблице 6 – 8.

В таблице 9 приведены поля допусков нецентрирующих диаметров.

Таблица 4 – Поля допусков валов

Таблица 5 – Поля допусков втулок

Таблица 6 – Рекомендуемые посадки валов и втулок (центрирование по внутреннему диаметру)

Таблица 7 – Рекомендуемые посадки валов и втулок (центрирование по наружному диаметру)

Таблица 8 – Рекомендуемые посадки валов и втулок (центрирование по боковым сторонам зубьев)

Таблица 9 – Поля допусков нецентрирующих диаметров

Посадку выбирают в зависимости от характера работы соединения. Например, при центрировании по d в случае неподвижных соединений, работающих при больших ударных нагрузках и редкой разборке, можно выбрать посадку по центрирующим диаметрам и посадку по ширине шлица b.

Для неподвижных соединений при умеренной нагрузке и частой разборке при центрировании по d можно выбрать посадку для центрирующего диаметра и посадку по ширине шлица b. Для подвижных соединений можно выбрать посадку для центрирующего диаметра и посадку по ширине шлица b.

Пример.

Для подвижного шлицевого соединения с номинальным размером 6×28×34, работающего с повышенной точностью центрирования, выбрать поверхность центрирования и посадки. Определить допуски и предельные размеры всех элементов соединения, построить схемы расположения полей допусков, посадок и дать сборочный чертеж шлицевого соединения.

Решение. По ГОСТ 1139-70 находим размер b. Для заданного номинального размера b = 7 мм. При повышенной точности центрирования целесообразно выбрать центрирование по внутреннему диаметру. Посадки выбираем по приложению I ГОСТ 1139-70: для размера d – ; для размера b – ; для размера D (нецентрирующий диаметр) – .

Выбранное шлицевое соединение можно обозначить следующим образом:

отверстие: d – 6 × 28H7 × 34H12 × 7F8;

вал: d – 6 × 28e8 × 34a11 × 7f7;

соединение: d – 6 × 28

По ГОСТ 25347-82 определяем предельные отклонения диаметров:

1) Ø28Н7: ES = + 21 мкм; EI = 0;

2) Ø34Н12: ES = + 250 мкм; EI = 0;

3) Ø28е8: es = - 40 мкм; ei = - 73 мкм;

4) Ø34а11: es = - 310 мкм; ei = - 470 мкм;

5) 7F8: ES = + 35 мкм; EI = + 13 мкм;

6) 7f7: es = - 13 мкм; ei = - 28 мкм.

Строятся схемы расположения полей допусков (рисунки 3 – 5) и выполняются эскизы сопряжения (рисунок 6).

Рисунок 3 – Схема расположения полей допусков для посадки по наружному диаметру (размер D)

Рисунок 4 – Схема расположения полей допусков для посадки по внутреннему диаметру (размер d)

Рисунок 5 – Схема расположения полей допусков для посадки по ширине зубьев шлицы (размер b)

		в)

а) эскиз шлицевого вала с указанием посадки по внешнему диаметру; б) эскиз шлицевой втулки с указанием посадки по внутреннему диаметру; в) эскиз шлицевого соединения с указанием посадки по ширине зуба

Рисунок 4 – Эскизы деталей и сопряжения

Подсчет предельных размеров деталей шпоночного соединения

В машиностроении наибольшее применение получили соедине­ния с призматическими шпонками. Размеры этих шпонок и шпоночных пазов, а также их предельные отклонения нормируются ГОСТ 23360-78. Предельные отклонения размеров призматических шпонок по ширине и высоте установлены для трех исполнений шпонок, а именно: с закруглениями по обоим концам (исполнение А), прямоугольным (исполнение В) и с закруглением на одном конце (исполнение С) – рисунок 1.

Рисунок 1 – Варианты исполнения шпонок

Размеры шпонок и их предельные отклонения должны соответствовать указанным в таблице 1.

Таблица 1 – Размеры и предельные отклонения шпонок

Размеры в миллиметрах

Продолжение таблицы 1

Длины шпонок должны выбираться из ряда: 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320; 360; 400; 450; 500 мм.

Выбор посадки производят в зависимости от характера соединения и от вида производства, для которого она предназначена.

Размеры сечений пазов и их предельные отклонения должны соответствовать указанным на рисунке 2 и в таблице 2.

При контроле размеров (d – t₁) и (d + t₂) предельные отклонения должны соответствовать указанным в таблице 3.

Предельные отклонения размера длины паза вала должны соответствовать полю допуска Н15.

Рисунок 2 – Сечения пазов

Таблица 2 – Размеры сечения пазов и их предельные отклонения

Размеры в миллиметрах

Таблица 3 – Предельные отклонения размеров (d – t₁) и (d + t₂)

Размеры в миллиметрах

Таблица 4 – Значения предельных отклонений, необходимых для расчета параметров шпоночного соединения

Пример.

Рассчитать и выбрать посадки на шпоночное соединение для вала, диаметром 36 мм.

Исходные данные: d = 36 мм.

По ГОСТ 23360-78 для данного размера вала выбираем следующие значения:

1) ширина шпонки b = 10 мм;

2) высота шпонки h = 8 мм;

3) глубина паза вала t₁ = 5 мм;

4) глубина паза втулки t₂ = 3,3 мм;

5) длина шпонки l = 70 мм.

Определяем допуски размеров при нормальном шпоночном соединении:

1) ширина шпонки ;

2) высота шпонки ;

3) ширина паза вала ;

4) ширина паза втулки ;

5) глубина паза вала мм;

6) глубина паза втулки ;

7) длина шпонки ;

8) длина паза вала .

Устанавливаем посадки в сопряжениях:

1) паз втулки-шпонка ;

2) паз вала-шпонка ;

3) посадка по длине шпонки .

В соединении вал-втулка устанавливаем переходную посадку Ø .

Схема расположения полей допусков представлена на рисунке 3. На рисунке 4 показаны эскизы соединения и его отдельных деталей.

		б)
		в)

Рисунок 3 – Схемы расположения полей допусков: а) соединение «паз втулки b^вт – шпонка b^ш»; б) соединение «паз вала b^в – шпонка b^ш»; в) соединение по длине шпонки l^ш и паза вала l^в

Рисунок 1 – Эскизы шпоночного соединения