Соединения шпоночные с призматическими шпонками
Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений
1.6.1 Соединения шпоночные с призматическими шпонками
1.6.2 Соединения шпоночные с сегментными шпонками
1.6.3 Соединения шлицевые прямобочные
1.6.4 Соединения шлицевые эвольвентные
1.6.5 Контроль точности шпоночных и шлицевых соединений
Для соединения деталей машин (зубчатых колес, шкивов, муфт, роликов, дисков, кулачков, рукояток и др.) с валами при невысоких требованиях к точности центрирования соединяемых деталей применяют шпоночные соединения.
В зависимости от геометрической формы шпонок соединения разделяют на:
· призматические;
· сегментные;
· клиновые.
Обычно шпоночные соединения делят на два типа: напряженные и не - напряженные.
В напряженных соединениях, которые способны передавать вращающий момент и осевую нагрузку, используют клиновые шпонки.
Ненапряженные соединения, передающие только крутящий момент, выполняют с призматическими и сегментными шпонками.
Призматические шпонки обеспечивают более точное центрирование сопрягаемых элементов и получение как неподвижных (для передачи крутящих моментов), так и подвижных соединений (направляющие шпонки с креплением на валу). (рис 1.6.1 а)
ГОСТ 23360-78 ОНВ. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и соединений пазов. Допуски и посадки.
Стандарт предусматривает три вида исполнения призматических шпонок, которые приведены на рис. 1.6.1 б:
· с закругленными по бокам концами (исполнение 1)
· с прямоугольными по концам боками (исполнение 2)
· с закруглением на одном конце (исполнение 3)
Выбор вида исполнения шпонок связан с конструктивными особенностями шпоночного соединения и технологией изготовления паза втулок и вала. (рис 1.6.1 а)
Глубина паза у вала под шпонкузадается размером t1 (предпочтительно) или d-t1.
Глубина паза у отверстия под шпонку задается размером t2 или d+t2(предпочтительно).
Размеры шпонок изготавливаются:
· по ширине b - c полем допуска h9;
· по высоте h – c полем допуска h11 (при высоте шпонки 2…6 мм – по h9);
· по длине l – c полем допуска h14.
Такое назначение полей допусков на размеры призматических шпонок делает возможным их централизованное изготовление независимо от посадок.
Длину пазов вала и отверстия под шпонку изготавливают с полем допуска Н15, глубину пазов вала и втулки с полем допуска Н12.
Работоспособность шпоночных соединений определяется характером посадок по ширине в шпонки.
Шпонки обычно устанавливают в пазах вала по неподвижной посадке, чтобы она не выпадала при монтаже и не передвигалась при эксплуатации, а во втулке по одной из посадок со средневероятным зазором, чтобы компенсировать неизбежные погрешности размеров, формы и расположения пазов.
Посадки выполняются только в системе вала.
Стандартом предусмотрено для призматических шпонок три вида соединения для предпочтительного применения (рис. 1.6.2 а):
· свободное – соединение с гарантированным зазором для возможности перемещения втулки вдоль вала (шпонка является направляющей); в случае необходимости прочного соединения шпонки с валом применяют шпонки с креплением на валу (винтами); соединение подвижное, для ширины паза на валу задается поле допуска Н9 и для ширины паза втулки D10;
· нормальное – соединение с переходной посадкой, не требующее частых разборок. Соединение неподвижное. Для ширины паза на валу задается поле допуска N9 и для ширины паза отверстия – Js9 (рис. 1.6.2 б);
· плотное - соединение с переходной посадкой, применяющееся при редких разборах и реверсивных нагрузках. Соединение неподвижное. Для ширины паза вала и втулки задается одно поле допуска Р9.
Допускаются любые сочетания указанных полей допусков для ширины пазов вала и отверстия.
Доя улучшения качества сборки необходимо ограничить смещения и перекосы в расположении шпоночных пазов вала и втулок по длине:
· отклонение от симметричности расположения оси шпоночного паза относительно оси ступени вала, на котором расположен паз ;
· отклонение от симметричности расположения оси шпоночного паза относительно оси отверстия, в котором расположен паз,
указанные отклонения не должны превышать 2Тb при соединении с одной шпонкой и 0,5Tb- при соединении с двумя шпонками,
· отклонение от параллельности боковых поверхностей паза не более 0,5Tb при любом количестве шпонок.
Tb – допуск на ширину шпоночного паза.
Эти ограничения носят рекомендательный характер, так как их выбор определяется конкретными условиями сборки.
В зависимости от функционального назначения шпоночного соединения (подвижное или неподвижное) назначают требования по шероховатости:
· для рабочих поверхностей шпонки и паза параметр шероховатости Ra колеблется в пределах от 1,6 до 3,2 мкм;
· для нерабочих поверхностей шпонки и пазов Ra устанавливается в пределах от 6,3 до 12,5 мкм.
Рис.1.6.1 – Соединение с призматическими шпонками (а)
и виды исполнения призматических шпонок (б)
а б
Рис. 1.6.2 – Виды шпоночных соединений (а) и обозначения посадок шпоночного соединения
В условном обозначении призматической шпонки указывают вид исполнения (кроме исполнения 1), её размеры и стандарт.
Например, условное обозначение для шпонки исполнения 1 с размерами b=18мм, h=11мм, l=100мм:
Шпонка 18х11х100 ГОСТ 23360-78;
Для шпонки исполнения 2:
Шпонка 2-18х11х100 ГОСТ 23360-78.
Обозначение посадок шпоночного соединения на сборочном чертеже представлено на рис. 1.6.2 б.