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.