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

	Ø

Шпонка ГОСТ 24071-80

Рисунок 8 – Эскизы деталей шпоночного соединения с сегментной шпонкой

	Ø

Задание № 6