78303

НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Лекция

Производство и промышленные технологии

В шпоночных соединениях имеются вал и отверстие как в гладких соединениях. На валу и во втулке этого соединения имеются пазы расположенные вдоль оси. В машиностроении в основном используют шпоночные соединения с призматическими сегментными и клиновыми шпонками. Помимо перечисленных шпоночных соединений в машиностроении используются и нормируются точности других шпоночных соединений представляющих в определенном роде разновидность перечисленных: соединения с призматическими направляющими шпонками с призматическими высокими...

Русский

2015-02-07

101 KB

7 чел.

10. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпоночное соединение вала с установленным на нем отверстием с помощью шпонки, т.е. с помощью детали, представляющей собой призматический, клинообразный или сегментный брусок.

В шпоночных соединениях имеются вал и отверстие, как в гладких соединениях. На валу и во втулке этого соединения имеются пазы, расположенные вдоль оси. В эти пазы вставляется шпонка, которая дает возможность валу и втулке вращаться вместе и передавать крутящий момент от одной детали к другой. В машиностроении, в основном, используют шпоночные соединения с призматическими, сегментными  и клиновыми шпонками.

Помимо перечисленных шпоночных соединений в машиностроении используются и нормируются точности других шпоночных соединений, представляющих, в определенном роде, разновидность перечисленных: соединения с призматическими направляющими шпонками, с призматическими высокими шпонками, соединения со шпонками клиновыми низкими с головкой и без головки, соединения с тангенциальными нормальными шпонками и с тангенциальными усиленными. Однако принципиальный подход к нормированию точности этих шпоночных соединений такой же, как и в перечисленных ранее трех видах шпоночных соединений.

Иногда шпоночные соединения разделяют на затяжные, когда шпонка устанавливается с затяжкой вдоль оси, т.е. с натягом на валу и во втулке (клиновые) и незатяжные (призматические и сегментные), которые устанавливаются относительно свободно на валу и во втулке (чаще всего с зазором). Затяжные шпонки предназначаются для передачи не только вращающегося момента, но и осевой нагрузки. Наибольшее применение имеют призматические и сегментные шпонки.

Есть специфическая особенность в образовании шпоночных сопряжений. Она заключается в том, что в сопряжении участвуют три элемента поверхность паза во втулке, поверхность паза на валу и поверхность шпонки. Ну, а если быть более строгим, то к этому сопряжению надо добавить еще и сопряжение по основным цилиндрическим поверхностям вала и втулки, на которых делаются пазы под шпонку.

Шпоночное сопряжение образуется сочетанием размеров, характеризующих ширины пазов и шпонок.

При нормировании точности шпоночного соединения возникает необходимость нормировать точность размеров всех элементов, участвующих в сопряжении. Нормирование точности этих размеров, в принципе, не отличается от ранее рассмотренных приемов, используются те же нормативные документы единой системы допусков и посадок, но отобраны некоторые поля допусков.

Соединения призматическими шпонками

Эти соединения (рис.10.1) используются обычно для установки на валах диаметром от 6 до 500 мм.

А. Размеры элементов шпоночного соединения 

Размеры шпонок по ГОСТ 23360 предусмотрены от 2×2 до 100×50 мм (ширина × высота) и длиной от 6 до 500 мм. Конкретные сочетания этих параметров нормируются в стандарте. В условном обозначении шпонки также указываются ее размеры (b×h×l). Например, шпонка 18×11×100 ГОСТ 23360.

Рис. 10.1. Шпоночное соединение призматическими шпонками

Глубина пазов под шпонку у валов t1 - от 1,2 до 31 мм, у втулок t2 - от 1 до 19,5 мм. Для всех шпоночных соединений нормируются значение и точность размера t1 и t2, но допускается на чертежах задавать размер с учетом диаметра, т.е. d - t1 для вала и d + t2 для отверстия.

Допускаемые отклонения на размер глубины пазов вала и втулки нормируются одинаковыми с плюсовым отклонением, а при нормировании с учетом диаметра отклонение для вала берется со знаком “минус”.

Б. Нормирование точности размеров элементов шпоночного соединения аналогично гладким сопряжениям в виде полей допусков на сопрягаемые элементы. Эти поля допусков взяты из ГОСТ 25347, соответственно для отверстий и валов.

1. Нормирование точности шпонок (“валов” - охватываемых размеров) производится в зависимости от их габаритных размеров. Для ширины шпонки b нормируется одно поле допуска h9, для высоты h — обычно поле допуска h11 и h9 (для шпонок высотой от 2 до 6 мм соответственно) и для длины 1 - поле допуска hl4. (Дается одно поле допуска и обозначение поля допуска как для основного вала, так как деталь (шпонка) с наружной - (охватываемой) поверхностью).

2. Нормирование точности шпоночных пазов на валу и во втулке (“отверстия”) осуществляется в зависимости от вида соединений, которые разделяются на три группы с различными требованиями к размерам  ширины пазов. На рис.10.2 приведены схемы полей допусков шпоночного соединения для конкретных размеров (d 38-65 мм).

Свободное соединение - соединение с гарантированным зазором. Для этих соединений задается поле допуска Н9 для ширины паза на валу и D10 – и на втулке.

Нормальное соединение - соединение с переходной посадкой с большей вероятностью получения зазора. Для этих соединений поле допуска N9 задается для паза на валу и JS9 - на втулке.

Рис. 10.2. Поля допусков соединения призматическими шпонками для валов от 38 до 65 мм и сечения шпонки (b×h): 12×8; 14×9; 16×10; 18×11

Плотное соединение - соединение с переходной посадкой с приблизительно равной вероятностью зазоров и натягов. В этих соединениях для паза вала и втулки нормируется одинаковое поле допуска Р9.

(Поле допуска для пазов дается как для отверстия, т.е. как для детали с внутренней поверхностью).

Как видно из приведенных полей допусков, в соединении призматической шпонкой используется всего пять полей допусков на сопрягаемые размеры пазов и одно поле допуска для ширины шпонки.

Требования к точности глубины пазов на валу и во втулке установлены в пределах от +0,1 до +0,3 мм в зависимости от номинального размера. На длину паза установлено одно поле допуска Н15.

В. Посадки шпоночного соединения, так же как и для гладких сопряжений не нормируются, а могут быть образованы сочетанием любых полей допусков ширины паза на валу и втулке. Исходя из приведенных ранее полей допусков на ширину шпонок и на ширину пазов у валов и втулок, можно, сказать, что сопряжение шпонок с валом и втулкой производится в системе вала, т.е. дается одно поле допуска для шпонки (“вала”) (h9) и пять полей допусков для ширины паза у втулок и вала (рис.10.2).

В сопряжении участвуют одновременно три элемента, два из которых - это пазы на валу и втулке (т.е. “отверстия”), а один - шпонка (т.е. “вал”). Естественно, что система посадок должна иметь один основной элемент и в данном случае это вал, и, следовательно, посадки образуются в системе вала. В связи с необходимостью использования посадки в системе вала металлургическая промышленность выпускает специальный прокат для призматических шпонок (сталь чистотянутая для шпонок), и поэтому  экономически целесообразно использовать систему вала, поскольку малы затраты на обработку шпонок.

135

PAGE  133


l