Расчет посадок шпоночного соединения
Для шпоночного соединения, исходя из диаметра вала, его назначения и вида обосновать выбор посадок, определить предельные отклонения, назначить допуски расположения и шероховатость сопрягаемых поверхностей. Назначить поля допусков и предельные отклонения на сопрягаемые размеры. Построить схему расположения полей допусков деталей шпоночного соединения.
По условию задание шпонка призматическое по ГОСТу 23360 - 78 при нормальном соединение.
Определяем для Æ12 номинальные размеры шпоночного соединения по таблице 4.64 и 4.66 [1, ч.2, с.235] b=4; h=4; t1=2,5; t2=1,8; l=160мм
Выбираем по таблице 4.65 [1, ч.2, с.236] посадки по b для соединений; паз вала – шпонка - 4 
; паз втулки – шпонка - 4 
Определяем по ГОСТу 2534747-82 предельные отклонения размеров шпоночного соединения и рассчитываем предельные размеры деталей шпоночного соединения, их допуски, предельные зазоры и натяги.
Рассчитываем предельные размеры по b:4N9.
По ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT9=30 мкм и значение основного (верхнего) отклонения ЕS = 0 мкм.
IT=ES-ЕI, тогда нижнее отклонение:
.
Предельные размеры отверстия:
.
Рассчитываем предельные размеры: 4h9.
По ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT9 = 30 мкм и значение основного (верхнего) отклонения es = 0мкм. IT = es – ei, тогда нижнее отклонение:
Предельные размеры вала:
.
Рассчитываем предельные значения зазоров:
.
Рассчитываем предельные размеры по b:4Js9.
По ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT10=30 мкм и значение основного (верхнего) отклонения ЕS =15 мкм.
IT=ES-ЕI, тогда нижнее отклонение:
.
Предельные размеры отверстия:
.
Рассчитываем предельные значения зазоров:
.
Рассчитываем предельные размеры: 4h11.
По ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT11 = 75 мкм и значение основного (верхнего) отклонения es = 0мкм. IT = es – ei, тогда нижнее отклонение:
Предельные размеры вала:
.
Рассчитываем предельные размеры: 160h14.
По ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT14 = 1000 мкм и значение основного (верхнего) отклонения es = 0мкм. IT = es – ei, тогда нижнее отклонение:
Предельные размеры:
.
Рассчитываем предельные размеры: 160H15.
По ГОСТ 25346-89 определяем величину допуска IT15 = 1600 мкм и значение основного (верхнего) отклонения es = 1600мкм. IT = es – ei, тогда нижнее отклонение:
Предельные размеры:
.
Рассчитываем предельные значения зазоров:
.
Определяем по ГОСТу 2534747-82 предельные отклонения размеров шпоночного соединения и рассчитываем предельные размеры деталей шпоночного соединения, их допуски, предельные зазоры и натяги. Полученные результаты сносим в таблицу 1.3
Таблица 3.1-Размерные характеристики шпоночного соединения.
| Наименование размера | Номинальный размер | Поле допуска | Предельные отклонения, мм | Предельные размеры, мм | Допуск размера Т, мм | ||
| Верхнее | нижнее | max | min | ||||
| Ширина шпонки | h9 | -0,030 | 4,000 | 3,970 | 0,030 | ||
| Высота шпонки | h11 | -0,075 | 4,000 | 3,925 | 0,075 | ||
| Ширина паза вала | N9 | -0,030 | 4,000 | 3,970 | 0,030 | ||
| Глубина паза вала | 2,5 | — | +0,1 | 2,6 | 2,5 | 0,1 | |
| Ширина паза втулки | JS9 | -0,015 | +0,015 | 4,015 | 3,985 | 0,030 | |
| Глубина паза втулки | 1,8 | - | +0,1 | 1,9 | 1,8 | 0,1 | |
| Длина шпонки | h14 | -1 | |||||
| Длина паза вала | H15 | +1,6 | 161,6 | 1,6 |
| Наименование сопряжения | DN, мм | посадка | Зазоры, мм | Натяги, мм | Допуски посадки TNS , мм | ||
| Smax | Smin | Nmax | Nmin | ||||
| Шпонка паз вала |  | 0,030 | - | 0,030 | - | 0,060 | |
| Шпонка паз втулки | | 0,045 | - | 0,015 | - | 0,060 |
Назначаем шероховатость сопрягаемых поверхностей шпонки, вала и втулки 
, а несопрягаемых 
. Выбираем экономические методы окончательной обработки деталей соединения: шпонка – шлифование плоское получистовое; паз вала – фрезерование чистовое концевой фрезой; паз втулки - протягивание чистовое.
Эскизы нормального шпоночного соединения, его деталей, схема расположения полей допусков на размер b приведены дальше. Для обеспечения взаимозаменяемости шпоночного соединения допуск на ширину паза следует
рассматривать как комплексный, в пределах которого находятся как отклонения ширины паза, так и отклонения его расположения.
Ограничение всех этих отклонений в пределах допуска на ширину паза вала достигается контролем комплексными и элементными калибрами.
На заводах автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения контроль деталей шпоночных соединений производят с помощью предельных калибров.
Ширину пазов вала и втулки проверяют пластинами, имеющими проходную и непроходную стороны. Размер от образующей цилиндрической поверхности втулки до дна паза (d + 
) контролируют пробкой со ступенчатым выступом. Глубину паза вала проверяют кольцевыми приборами - глубиномерами; симметричность расположения паза относительно осевой плоскости проверяют у втулки пробкой со шпонкой, а у вала – накладной призмой с контрольным стержнем.
При ремонте машин можно использовать как универсальные средства измерения, так и калибры. Из большого числа размеров шпоночного соединения за счет пластических деформаций изменяется только ширина шпоночных пазов и ширина самой шпонки. Поэтому при дефектации можно использовать универсальные средства измерения, а при восстановлении желательно применять предельные калибры.