Выбор полей допусков и посадок шпоночного соединения

Дано:	диаметр вала, d – … мм;
	длина ступицы, l – … мм;
	тип шпонки;
	вид соединения в сопряжении «шпонка – паз вала» и посадка в соединении «вал – втулка»;
	материал ступицы;
	крутящий момент, М_кр – … Н · мм.

1. Определить основные размеры шпоночного соединения в зависимости от диаметра вала и вида шпонки по приложению Е и Ж.

2. Рассчитать длину шпонки (мм) необходимую для передачи крутящего момента по формуле:

а) для призматической шпонки в исполнении 1: ;

в исполнении 2: ;

в исполнении 3: .

	,	(53)
где	..	–	рабочая длина шпонки, мм;
	b	–	ширина шпонки, мм;
	М_кр..	–	передаваемый крутящий момент, Н · мм;
	d///	–	диаметр вала, мм;
	h///	–	высота шпонки, мм;
	t///	–	глубина паза вала, мм;
		–	допускаемое напряжение смятия: (при стальной ступице = 100…120Н/мм²; при чугунной ступице = 50…60Н/мм²).

б) для сегментной шпонки:

(54)

Расчётное значение длины шпонки округлить до стандартного значения по таблице 12 при условии, что её длина должна быть на 5…10 мм меньше длины ступицы.

Таблица 12 – Длины призматических шпонок по ГОСТ 8789-80

Если напряжение смятия значительно меньше допускаемого, взять шпонку на номер меньше, и повторить расчёт. При превышении допускаемых напряжений выбрать 2 шпонки с установкой под углом 180° или 3 шпонки под углом 120°.

3. Расчётную длину шпонки проверить на срез по формуле:

	,	(55)
где		–	расчётное значение напряжения на срез, Н/мм²;
	.	–	допускаемое напряжение на срез ( = 60…90Н/мм²).

4. Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения по ширине шпонки (по таблице 13).

Таблица 13 – Рекомендуемые поля допусков в сопряжении «шпонка – паз вала» по ГОСТ 24071-80

Вид соединения	Рекомендуемые поля допусков
ширина шпонки	ширина паза вала	ширина паза втулки
Плотное	h 9	P 9	P 9
Нормальное	h 9	N 9	I_S 9
Свободное	h 9	H 9	D 9

5. Выбрать поля допусков деталей шпоночного соединения в сопряжении «вал – втулка», по таблице 14.

Таблица 14 – Рекомендуемые поля допусков в соединении «вал – втулка»
по ГОСТ 24071-80

Посадка	Рекомендуемые поля допусков
отверстия	вала
Переходная	Н 6	i_S 6; k 6; m 6; n 6
С натягом	Н 8	x 8; u 8; s 8
С зазором	Н 7	h 7

6. Назначить поля допусков для остальных размеров шпоночного соединения и определить предельные отклонения всех размеров по приложению А; Г и Д.

Поля допусков непосадочных размеров шпоночного соединения определены в ГОСТ 24071-80:

h	—	высота шпонки	— по h 11;
l	—	длина шпонки	— по h 14;
l вала	—	длина паза на валу	— по H 15;
l втулки	—	длина паза во втулке	— по H 15;
t ₁	—	глубина фрезерования паза вала	— по H 12;
t ₂	—	глубина фрезерования паза втулки	— по H 12.