Выбор посадок для шпоночного соединения

Шпоночное соединение — соединение вала с отверстием детали (например, шкива, зубчатого колеса и др.) с помощью шпонки, представляющей собой металлический брусок, помещаемый в пазы, выполненные на валу и во втулке (отверстии детали). Шпоночные соединения предназначены для соединения с валами зубчатых колес, шкивов, маховиков, муфт и других деталей и служат для передачи крутящих моментов. По форме стандартные шпонки подразделяют на призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные с прямоугольным поперечным сечением. Наиболее часто применяются соединения с призматическими шпонками. Простота конструкции и сравнительно низкая стоимость — главные достоинства этого вида соединений. Однако соединение такого типа ослабляет вал и ступицу шпоночными пазами; концентрация напряжений в зоне шпоночной канавки снижает сопротивление усталости вала; прочность соединения ниже прочности вала и ступицы, в особенности при переходных посадках или посадках с зазором. Поэтому шпоночные соединения не рекомендуют для быстроходных динамически нагруженных валов. Технологическим недостатком призматических шпонок является трудность обеспечения их взаимозаменяемости, т. е. необходимость пригонки или подбора шпонки по пазу, что ограничивает их применение в крупносерийном и массовом производстве.

Размеры, допуски, посадки и предельные отклонения соединений с призматическими шпонками установлены ГОСТ 23360-78*.

1. Определим номинальные размеры шпонки, исходя из того, что диаметр вала d = 80 мм:

для d = 80 мм b ×h = 22×14.

Длину шпонки выбираем из ряда целых чисел (в мм.): 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; 500. Принимаем l = 63 мм

2. Определяем глубину шпоночного паза на валу t₁ и во втулке t₂:

t₁ = 9.0 мм

t₂ = 5.4 мм.

3. Определяем размеры с учетом d:

d - t₁ = 80 – 9.0 = 71 мм

d + t₂ = 80 + 5.4 = 85.4 мм.

4. Определяем фаски для шпонки:

S _max = 0.8 мм

S _min = 0.6 мм.

Размеры фаски для шпоночных пазов или радиус закругления:

r _max = 0.6 мм

r _min = 0.4 мм

5. Стандартом установлены поля допусков по ширине шпонки и шпоночных пазов b для свободного, нормального и плотного соединения Принимаем нормальное соединение, для которого следует:

Поле допуска на ширину шпонки — h9

Поле допуска на ширину паза на валу — N9

Поле допуска на ширину паза на втулке — Js9

Поле допуска на высоту шпонки — h11

Поле допуска на длину шпонки — h14

6. Предельные отклонения для размеров

d - t₁ = 71-0.2

d + t₂ = 85.4 ^+0.2