Задача 7. Назначение и обоснование посадок шпоночного и шлицевого соединений и их контроль

Шпоночные и шлицевые соединения служат для закрепления на валу (или оси) вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов, муфт и т. п.), а также для передачи вращающего момента от вала 1 к ступице детали 2 или, наоборот, от ступицы к валу

Согласно заданию варианта №1, проведем анализ шпоночного соединения поз.10 рис.7.1

Рис 7.1 Эскиз шпоночного соединения

Свободное соединение используют для обеспечения неответственных конструкций, а также для подвижных соединений со шпоночными соединениями, работающими как направляющие продольного перемещения. Нормальные шпоночные соединения применяют в большинстве изделий, если к ним не предъявляются особые функциональные требования. Плотное соединение назначают для предотвращения больших динамических нагрузок при выборке зазоров в соединениях по ширине шпонки с ударами. Такие условия работы встречаются в изделиях со старт-стопными режимами или с частым реверсированием направления вращения валов.

В зависимости от диаметра вала и конструкции шпонки определяются основные размеры шпонки, шпоночных пазов вала и втулки по следующим стандартам: для сегментных шпонок по ГОСТ 24071-80

b = 6 мм;h = 9 мм; d=22 мм.

Фаска max = 0,40; min = 0,25

По стандарту, указанному в пункте 5.1, в зависимости от вида или назначения посадок шпоночного соединения определяются поля допусков сопрягаемых и несопрягаемых размеров и записываются посадки шпоночного соединения.

Для обеспечения посадок призматических шпонок предусмотрены поля допусков: на ширину паза вала - Н9, N9 и Р9; на ширину паза втулок - D10, Js9 и Р9; на высоту шпонки 2-6 мм - h9 и свыше 6 мм – h11; на длину шпонки h14 и на длину паза - H15.

Рис 7.2 Шпоночное соединение

Ориентировочное назначение посадок шпоночных соединений приведено в [1, с. 22, табл.5.1, 5.2].

Сопрягаемые размеры:

Несопрягаемые размеры:

- диаметр шпонки d = 22h12_-0.21

Определяются по формулам предельные размеры:

- шпонки

,

;

- паза вала и паза втулки

,

,

где b – ширина шпонки и пазов, мм;

es, ei, ES, EI – верхнее и нижнее отклонения шпонки и пазов.

Строим в масштабе схема расположения полей допусков шпоночного соединения (рисунок 7.1.).

Рисунок 7.1— Схема расположения полей допусков шпоночного соединения

Определяем характеристики шпоночного соединения (предельные зазоры и натяги между шпонкой и пазом вала, шпонкой и пазом втулки) по формулам

,

,

,

,

где D_min, D_max – предельный размер отверстия, мм;

d_min, d_max – предельный размер вала, мм.

Между шпонкой и пазом вала

(мм),

(мм),

(мм),

(мм)

Между шпонкой и пазом втулки

(мм),

(мм),

(мм),

(мм)