Назначение и анализ посадок для шпоночного соединения (№4)

Шпоночные соединения применяют для передачи крутящего момента от шкива или зубчатого колеса к валу или наоборот.

Посадка шпонки в паз вала и в паз ступицы выбирается в системе вала. Это обусловлено тем, что основная деталь – шпонка. Она изготовлена по ГОСТ 23360 – 78. Соединение шпонки с валом должно быть достаточно плотным, чтобы шпонка не перемещалась относительно паза. Соединение шпонки со ступицей должно быть свободным, с небольшим зазором, чтобы обеспечить легкость монтажа. Руководствуясь учебным пособием, выбираем нормальный характер шпоночного соединения.

По характеру воспринимаемой нагрузке и условиям сборки различают три вида шпоночных соединений:

1) свободное соединение, применяемое при действии нереверсивных равномерных нагрузок, для получения подвижных соединений при легких режимах работы и при затрудненных условиях сборки;

2) нормальное соединение - неподвижное, не требующее частых разборок не воспринимающее ударных реверсивных нагрузок, отличающееся благоприятными условиями сборки;

3) плотное соединение, характеризуемое вероятностью получения примерно одинаковых небольших натягов в соединениях шпонок с обоими пазами, применяется при редких разборках и реверсивных нагрузках (сборка осуществляется напрессовкой)

Рисунок 5 –схема расположения полей допусков шпоночных соединений

Данное соединение должно исключать какие-либо смещения соединяемых деталей. Это требования выполняются при минимальных зазорах или их отсутствии. Но, вместе с тем, данное соединение должно обладать благоприятными условиями сборки для более удобного контроля или замены. Так как рассматриваемый редуктор

Геометрия соединения:

-диаметр вала d=32 мм;

-длина шпонки l=32 мм;

-ширина шпонки b=10 мм;

-высота шпонки h=8 мм;

-глубина шпоночного паза вала t₁=5 мм;

-глубина шпоночного паза ступицы t₂=3,3 мм.

Таким образом, для соединения шпонка – вал выбираем посадку , для соединения шпонка – шпоночный паз ступицы  - при нормальном соединении. Расчет посадки

1) Для паза вала и шпонки с номинальными размерами B=b=10 мм находим предельные отклонения:

для паза вала ES = 0 мкм; EI = -43 мкм;

для шпонки es = 0 мкм ; ei = -43 мкм.

2) Определим допуски на их изготовление:

для паза вала T_D =T9 = 43 мкм;

для шпонки T_d =T9 =43 мкм.

Рассчитываем предельные размеры сопрягаемых деталей:

Результаты расчетов запишем в таблицу 4

Таблица 4.

Определим предельные значения зазора и натяга:

S_max=B_max – b_min =10,0 – 9,957=0,043 мм=43 мкм;

N_max=b_max – B_min=10,0 – 9,957=0,043 мм=43 мкм;

Определим допуск посадки:

ТП= S_max+N_max=43+43=86 мкм.

Расчёт посадки 10 :

1) Для паза втулки и шпонки с номинальными размерами B’=b=10мм находим предельные отклонения:

для паза втулки ES = +21,5 мкм; EI = -21,5 мкм;

для шпонки es = 0 мкм ; ei = -43 мкм.

2) Определим допуски на их изготовление:

для паза втулки T_D =T9 = 43 мкм;

для шпонки T_d =T9 =43 мкм.

3) Рассчитываем предельные размеры сопрягаемых деталей:

Результаты вычислений занесем в таблицу 4.

4) Определим предельные значения зазора и натяга:

S’_max=B`_max – b_min =10,0215 – 9,957=0,0645 мм=64,5 мкм;

N’_max=b_max – B`_min=10– 9,9785=0,0215 мм=21,5 мкм.

5) Определим допуск посадки:

ТП= S_max+N_max=64,5+21,5=86 мкм.

Определим предельные отклонения размеров шпоночного соединения (данные берём в учебном пособии) и запишем их в таблицу 5.

Таблица 5

Изобразим на рисунке 6 схему полей допусков шпоночного соединения.

Рисунок 5- Схема расположения полей допусков для шпоночного соединения