Выбор допусков и посадок шпоночных соединений
Исходные данные
1. Диаметр вала d, мм__________________________
2. Конструкция шпонки__________________________
3. Вид соединения_
4. Условия работы_____
Последовательность выполнения задания
3.1. Определяют основные размеры шпоночного соединения.
3.2. Выбирают поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки. (Таблица 3.1)
3.3. Назначить поля допусков и определить предельные отклонения остальных размеров шпоночного соединения. (Таблицы 3.2 … 3.5)
3.4. Вычертить схему расположения полей допусков размеров шпоночного соединения.
3.5. Подсчитать все размерные характеристики деталей шпоночного соединения и записать их в таблицу 3.6.
3.6. Определить предельные зазоры и натяги в соединениях «шпонка-паз вала» и «шпонка-паз втулки».
3.7.Вычертить эскизы шпоночного соединения и его деталей с указанием всех основных размеров и полей допусков.
Методические указания по выполнению
3.1. Номинальные размеры шпоночного соединения с призматическими шпонками определяют по приложению 8, а с сегментными — по приложению 9.
3.2. Выбор полей допусков деталей шпоночного соединения
по ширине шпонки зависит от вида соединения. Стандарт предусматривает три вида соединений по ширине шпонки: плотное, нормальное и свободное. Каждому из этих видов соединений соответствует определенный набор полей допусков на ширину шпонки, ширину паза вала и паза втулки. Все эти поля допусков для разных видов шпоночных соединений приведены в таблице 3.1. Численные значения предельных отклонений определяют при помощи таблиц приложений 1-3, а предельные отклонения, связанные с глубиной обработки пазов вала и отверстия втулки по таблицам 3.4 и 3.5.
Таблица 3.1_ Рекомендуемые поля допусков в соединениях «шпонка-паз вала» и «шпонка-паз втулки»
| Вид соединения и характер производства | Поля допусков | ||
| Ширина | |||
| шпонки | паза вала | паза втулки | |
| Плотные соединения при точном центрировании (индивидуальное производство) | h9 | P9 | P9 |
| Нормальные соединения (массовое производство) | h9 | N9 | JS9 |
| Свободные соединения (направляющие шпонки) | h9 | H9 | D10 |
3.3. Указания по назначению полей допусков на другие размеры деталей шпоночного соединения представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.2_Рекомендуемые поля допусков деталей шпоночного соединения
| Параметры деталей шпоночного соединения | Поля допусков | |
| Призматические шпонки | Сегментные шпонки | |
| Высота шпонки | h11 (при высоте шпонки от 2 до 6 мм – h9) | h11 (при высоте шпонки от 2 до 6 мм – h9) |
| Длина шпонки | h14 | - |
| Диаметр шпонки | - | h12 |
| Глубина фрезерования паза вала | по t1 (см. отклонения по таблице 3.3) | по t1 (см. отклонения по таблице 3.3) |
| Глубина протягивания паза втулки | по t2 (см. отклонения раз-меров по таблицам 3.3 и 3.4) | по t2 (см. отклонения раз-меров по таблицам 3.3 и 3.4) |
| Длина паза вала | Н15 | - |
| Диаметр паза вала | - | Н12 |
Поля допусков шпоночного соединения по номинальному размеру «вал-втулка» устанавливают в зависимости от условий работы по таблице 3.3.
Таблица 3.3_ Рекомендуемые поля допусков в соединениях «вал-втулка»
| Условия работы | Тип соединения | Поля допусков | Посадка | |
| отверстия | вала | |||
| При точном центрировании | нормальное | Н6 | js6, k6, m6 | переходные |
| При больших динамических нагрузках | нормальное плотное | Н7 Н8 | S7 х8, u8, s8 | с натягом |
| При осевом перемещении втулки по валу | свободные соединения | Н6 Н7 | h6 h7 | с зазором |
Таблица 3.4 _Предельные отклонения глубины пазов и размеров, связанных с глубиной паза для соединений с призматическими шпонками (мм)
| Высота шпонки h | Предельные отклонения размеров | ||
| t1 | d-t1 | t2 или d+t2 | |
| От 2 до 6 | +0,1 | -0,1 | +0,1 |
| Св. 6 до 18 | +0,2 | -0,2 | +0,2 |
| Св. 18 до 50 | +0,3 | -0,3 | +0,3 |
Примечание. Размеры (d-t1) и (d+t2) допускается контролировать вместо размеров t1 и t2.
Таблица 3.5_Предельные отклонения глубины пазов и размеров, связанных с глубиной паза для сегментных шпонок, мм
| Высота шпонки h | Предельные отклонения размеров | ||
| t1 | D-t1 | t2 или D+t2 | |
| От 1,4 до 3,7 | +0,1 | -0,1 | +0,1 |
| Св. 3,7 до 7,5 | +0,2 | -0,2 | +0,1 |
| Св. 7,5 до 10 | +0,3 | -0,3 | +0,1 |
| Св. 10 до 13 | +0,3 | -0,3 | +0,2 |
Примечание. Размеры (D-t1) и (D+t2) допускается контролировать вместо размеров t1 и t2.
Пример. Исходные данные: d = 40 мм; шпонка призматическая; соединение нормальное; условия работы – при точном центрировании.
3.1. По приложению 8 для d = 40 мм; b = 12 мм; h = 8 мм; t1 = 5,0 мм; t2 = 3,3 мм; l = 40 мм.
3.2. По таблице 3.1. выбираем поля допусков по ширине шпоночного соединения: ширина шпонки – 12h9; ширина паза вала – 12N9; ширина паза втулки – 12Js9.
Таблица 3.6_ Размерные характеристики деталей шпоночного соединения
| Наименование размера | Номинальный размер, мм | Поле допуска | Допуск размера, мм | Предельные отклонения, мм | Предельные размеры, мм | ||
| верхнее ES(es) | нижнее EI(ei) | max | min | ||||
| Ширина паза вала | N9 | 0,043 | -0,043 | 12,000 | 11,957 | ||
| Ширина паза втулки | Js9 | 0,042 | +0,021 | -0,021 | 12,021 | 11,979 | |
| Ширина шпонки | h9 | 0,043 | -0,043 | 12,000 | 11,957 | ||
| Глубина паза вала | по t1 | 0,2 | +0,2 | 5,2 | 5,000 | ||
| Высота шпонки | h11 | 0,090 | -0,090 | 8,000 | 7,910 | ||
| Глубина паза втулки | 3,3 | по t2 | 0,2 | +0,2 | 3,32 | 3,000 | |
| Диаметр втулки | H6 | 0,016 | +0,016 | 40,016 | 40,000 | ||
| Диаметр вала | m6 | 0,016 | +0,025 | +0,009 | 40,025 | 40,009 | |
| Длина шпонки | h14 | 0,740 | -0,740 | 60,000 | 59,260 | ||
| Длина паза вала | H15 | 1,2000 | +1,200 | 61,200 | 60,000 | ||
| Диаметр шпонки (для сегментных шпонок) | См. таблицу 3.5 |
3.3. На другие размеры шпоночного соединения поля допусков назначают согласно рекомендациям (см. таблицу 3.2) 8h11; 40h14; 40H15; 5 по t1 (табл. 3.4 и 3.6) для призматических шпонок и (табл. 3.5 для сегментных шпонок) и 3.3 по t2 (табл. 3.4 или по табл. 3.5 для сегментных шпонок).
Поля допусков для гладких цилиндрических соединений назначают по таблице 3.1 (соединения «вал-втулка») Ø40Н6/m6, а отклонения размеров для t1 и t2 устанавливают по таблицам 3.4 и 3.5 (соответственно для призматических и сегментных шпоночных соединений).
3.4. Вычерчивают схему расположения полей допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки b = 12 мм (рисунок 3.1) и заполняют таблицу 3.6.
Рисунок 3.1_ Схема полей допусков деталей шпоночного соединения
3.5. Определяют предельные зазоры и натяги: «шпонка-паз втулки» - 12Js9/h9 – посадка переходная; Smax = 12,021 – 11,957 = 0,064 мм; Nmax = 12 – 11,979 = 0,021 мм; «шпонка – паз вала» - 12N9/h9 – посадка переходная, Smax = 12 – 11,957 = 0,043 мм; Nmax = 12 – 11,957 = 0,043 мм.
3.6. Чертят эскизы шпоночного соединения и его деталей (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2_Эскизы деталей шпоночного соединения и его деталей (для соединения с призматической шпонкой)
Для соединения с сегментной шпонкой схема рисунка несколько отличается (смотри ниже).
ЗАДАНИЕ 4.