Допуски и посадки прямобочных шлицевых соединений

 

 

ГОСТ 1139-80 распространяется на шлицевые соединения общего назначения с прямобочным профилем шлицев, расположенных параллельно оси соединения, и устанавливает число зубьев, номинальные размеры соединений легкой, средней и тяжелой серии, а также допуски для соединений с центрированием по внутреннему диаметру, по наружному диаметру и по боковым сторонам зубьев.

Основные размеры и числа зубьев шлицевых соединений должны соответствовать указанным на рисунке 1 и в таблицах 1 – 3.

 

 

А, В, С – варианты исполнения шлицевых валов

Рисунок 1 – Основные размеры шлицей

 

Таблица 1 – Размеры легкой серии, мм

z×d×D	Число зубьев, z	d	D	b	d1, не менее	а, не менее	с	r, не более
номин.	пред. откл.
6×23×26 6×26×30 6×28×32 8×32×36 8×36×40 8×42×46 8×46×50 8×52×58 8×56×62 8×62×68 10×72×78 10×82×88					22,1 24,6 26,7 30,4 34,5 40,4 44,6 49,7 53,6 59,8 69,6 79,3	3,54 3,85 4,03 2,71 3,46 5,03 5,75 4,89 6,38 7,31 5,45 8,62	0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	+0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3	0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Продолжение таблицы 1

10×92×98 10×102×108 10×112×120					89,4 99,9 108,8	10,08 11,49 10,72	0,5 0,5 0,5	+0,3 +0,3 +0,3	0,5 0,5 0,5

 

Таблица 2 – Размеры средней серии, мм

z×d×D	Число зубьев, z	d	D	b	d1, не менее	а, не менее	с	r, не более
номин.	пред. откл.
6×11×14 6×13×16 6×16×20 6×18×22 6×21×25 6×23×28 6×26×32 6×28×34 8×32×38 8×36×42 8×42×48 8×46×54 8×52×60 8×56×65 8×62×72 10×72×82 10×82×92 10×92×102 10×102×112 10×112×125				3,5	9,9 12,0 14,5 16,7 19,5 21,3 23,4 25,9 29,4 33,5 39,5 42,7 48,7 52,2 57,8 67,4 77,1 87,3 97,7 106,3	– – – – 1,95 1,34 1,65 1,70 – 1,02 2,57 – 2,44 2,50 2,40 – 3,00 4,50 6,30 4,40	0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	+0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3	0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

 

Таблица 3 – Размеры средней серии, мм

z×d×D	Число зубьев, z	d	D	b	d1, не менее	с	r, не более
номин.	пред. откл.
10×16×20 10×18×23 10×21×26 10×23×29 10×26×32 10×28×35 10×32×40 10×36×45 10×42×52 10×46×56 16×52×60 16×56×65 16×62×72				2,5	14,1 15,6 18,5 20,3 23,0 24,4 28,0 31,3 36,9 40,9 47,0 50,6 56,1	0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5	+0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,2 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3	0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5 0,5 0,5 0,5

Продолжение таблицы 3

16×72×82 20×82×92 20×92×102 20×102×115 20×112×125					65,9 75,6 85,5 94,0 104,0	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	+0,3 +0,3 +0,3 +0,3 +0,3	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

 

Для обеспечения концентричности поверхности втулки относительно оси вращения вала у шлицев сопрягаемых деталей предусмотрена центрирующая поверхность. Существует три способа центрирования: по поверхности наружного диаметра D (рисунок 2,а), по поверхности внутреннего диаметра d (рисунок 2, б) и по боковой поверхности шлицев b (рисунок 2, в).

Рисунок 2 – Способы центрирования

 

Выбор способа центрирования зависит от эксплуатационных требований и технологии изготовления шлицевых деталей.

Наиболее простым и экономичным способом является центрирование по наружному диаметру D. Но этот способ применим только в том случае, если втулка остается незакаленной или калится на невысокую твердость и допускает протягивание или калибрование.

Центрирование по поверхности внутреннего диаметра применяют при высокой твердости термически обработанных деталей и когда требуется повышенная точность центрирования.

Центрирование по боковым сторонам шлицев используют реже – когда не требуется высокая точность центрирования сопрягаемых деталей и при знакопеременных нагрузках.

В соединениях легкой и средней серий размер а дан для валов исполнения А при изготовлении методом обкатывания. Валы соединений тяжелой серии исполнения А, как правило, методом обкатывания не изготовляют (рисунок 1).

При центрировании по внутреннему диаметру шлицевые валы изготовляют в исполнении С. При центрировании по наружному диаметру и боковым сторонам зубьев шлицевые валы изготовляют в исполнении В.

Обозначения шлицевых соединений валов и втулок содержат: букву, означающую поверхность центрирования; число зубьев и номинальные размеры d, D и b соединения вала и втулки; обозначения полей допусков и посадок диаметров, а также размера b, помещенные после соответствующих размеров. Допускается указывать в обозначении допуски только центрирующих диаметров.

Пример условного обозначения соединения с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d = 36 мм, наружным диаметром D = 40 мм, шириной зуба b = 1 мм, с центрированием по внутреннему диаметру, с посадкой по диаметру центрирования и по размеру b – :

 

d – 8 × 36 × 40 × 7 .

 

С центрированием по наружному диаметру с посадкой по диаметру центрирования и по размеру b – :

 

D – 8 × 36 × 40 × 7 .

 

С центрированием по боковым сторонам:

 

b – 8 × 36 × 40 × 7 .

Пример условного обозначения втулки при центрировании по внутреннему диаметру:

 

d – 8 × 36Н7 × 40Н12 × 7D9;

 

то же, для вала:

 

d – 8 × 36e8 × 40a11 × 7f8.

 

Посадки шлицевых прямобочных соединений осуществляются, как правило, по центрирующей поверхности и по боковым поверхностям или только по боковым поверхностям.

Поля допусков валов должны соответствовать указанным в таблице 4, а втулок – в таблице 5. Поля допусков, набранные полужирным шрифтом, являются предпочтительными. Поля допусков, указанные в скобках, применять не желательно.

Рекомендуемые посадки валов и втулок приведены в таблице 6 – 8.

В таблице 9 приведены поля допусков нецентрирующих диаметров.

 

 

Таблица 4 – Поля допусков валов

Квалитет	Основное отклонение
d	e	f	g	h	js	k	n
				g5		js5
				g6	(h6)	js6		n6
			f7		h7	js7	k7
	d8	e8	f8		h8
	(d9)	e9	f9		h9
	d10				(h10)

 

Таблица 5 – Поля допусков втулок

Квалитет	Основное отклонение
D	F	H	Js
			H6
			H7
		F8	H8
	D9
	D10	F10		Js10

 

Таблица 6 – Рекомендуемые посадки валов и втулок (центрирование по внутреннему диаметру)

Вид соединения

Поля допусков

подвижное соединение

неподвижное соединение

Посадка

d

втулка

H8

H7

H7

вал

e8

f7

g6

h7

h7

js6; jc7

n6

D

втулка

D9; F10

D9; F10

D9

F8

D9; F10

F8

D9; F10

H8

F8; F10

D9

H8

F8; F10

H8

вал

e8; e9

f9; e8

h9

f8; f7; h7

f8; h9

f7; h7

f8; h9

h7; h8

h7; jc7; k7

k7

js7

h7; js7

js7

 

Таблица 7 – Рекомендуемые посадки валов и втулок (центрирование по наружному диаметру)

Вид соединения	Поля допусков
подвижное соединение	неподвиж-ное соеди-нение
Посадка	D	втулка	H8	H7	H7
вал	e8	f7	g6	h7	js6	n6
d	втулка	F8	D8; F8	F8	D9	D8; F8	F8	D8; F8	D8; F8	D8; F8
вал	e8	e8; d9; h9	f7; f8; h8	f7; h8; h9	f7; h9	h8	f7	h8; js7	h8; js7

 

Таблица 8 – Рекомендуемые посадки валов и втулок (центрирование по боковым сторонам зубьев)

Вид соединения	Поля допусков
подвижное соединение	неподвижное соединение
Посадка	b	втулка	D9; F8; F10	D9; F8; F10	D9; F8	D9; F10
вал	e8; f8; d9; h9	d9; f8; h9; e9	js7	k7

 

Таблица 9 – Поля допусков нецентрирующих диаметров

Нецентрирующий диаметр	Вид центрирования	Поле допуска
вал	втулка
d	по D или по b	–	H11
D	по d или b	a11	H12

 

Посадку выбирают в зависимости от характера работы соединения. Например, при центрировании по d в случае неподвижных соединений, работающих при больших ударных нагрузках и редкой разборке, можно выбрать посадку по центрирующим диаметрам и посадку по ширине шлица b.

Для неподвижных соединений при умеренной нагрузке и частой разборке при центрировании по d можно выбрать посадку для центрирующего диаметра и посадку по ширине шлица b. Для подвижных соединений можно выбрать посадку для центрирующего диаметра и посадку по ширине шлица b.

 

Пример.

Для подвижного шлицевого соединения с номинальным размером 6×28×34, работающего с повышенной точностью центрирования, выбрать поверхность центрирования и посадки. Определить допуски и предельные размеры всех элементов соединения, построить схемы расположения полей допусков, посадок и дать сборочный чертеж шлицевого соединения.

Решение. По ГОСТ 1139-70 находим размер b. Для заданного номинального размера b = 7 мм. При повышенной точности центрирования целесообразно выбрать центрирование по внутреннему диаметру. Посадки выбираем по приложению I ГОСТ 1139-70: для размера d – ; для размера b – ; для размера D (нецентрирующий диаметр) – .

Выбранное шлицевое соединение можно обозначить следующим образом:

 

отверстие: d – 6 × 28H7 × 34H12 × 7F8;

вал: d – 6 × 28e8 × 34a11 × 7f7;

соединение: d – 6 × 28

 

По ГОСТ 25347-82 определяем предельные отклонения диаметров:

1) Ø28Н7: ES = + 21 мкм; EI = 0;

2) Ø34Н12: ES = + 250 мкм; EI = 0;

3) Ø28е8: es = - 40 мкм; ei = - 73 мкм;

4) Ø34а11: es = - 310 мкм; ei = - 470 мкм;

5) 7F8: ES = + 35 мкм; EI = + 13 мкм;

6) 7f7: es = - 13 мкм; ei = - 28 мкм.

Строятся схемы расположения полей допусков (рисунки 3 – 5) и выполняются эскизы сопряжения (рисунок 6).

 

 

Рисунок 3 – Схема расположения полей допусков для посадки по наружному диаметру (размер D)

 

 

 

 

Рисунок 4 – Схема расположения полей допусков для посадки по внутреннему диаметру (размер d)

 

 

 

 

Рисунок 5 – Схема расположения полей допусков для посадки по ширине зубьев шлицы (размер b)

 

		в)

 

а) эскиз шлицевого вала с указанием посадки по внешнему диаметру; б) эскиз шлицевой втулки с указанием посадки по внутреннему диаметру; в) эскиз шлицевого соединения с указанием посадки по ширине зуба

Рисунок 4 – Эскизы деталей и сопряжения

 

Подсчет предельных размеров деталей шпоночного соединения

 

 

В машиностроении наибольшее применение получили соедине­ния с призматическими шпонками. Размеры этих шпонок и шпоночных пазов, а также их предельные отклонения нормируются ГОСТ 23360-78. Предельные отклонения размеров призматических шпонок по ширине и высоте установлены для трех исполнений шпонок, а именно: с закруглениями по обоим концам (исполнение А), прямоугольным (исполнение В) и с закруглением на одном конце (исполнение С) – рисунок 1.

 

 

Рисунок 1 – Варианты исполнения шпонок

 

Размеры шпонок и их предельные отклонения должны соответствовать указанным в таблице 1.

 

Таблица 1 – Размеры и предельные отклонения шпонок

Размеры в миллиметрах

Ширина b (пред. откл. h9)	Высота h (пред. откл. h11, h9)	Размер фаски S или радиус r	Длина l (пред. откл. h14)
не более	не менее	от	до
		0,25	0,16
		0,40	0,25
		0,60	0,40
		0,80	0,60

 

Продолжение таблицы 1

		0,80	0,60
		1,20	1,00
		2,00	1,60
		3,00	2,50
Примечание: 1) у шпонок с высотой от 2 до 6 мм предельные отклонения высоты соответствуют h9; 2) допускается применять шпонки длиной, выходящей за указанные пределы диапазонов длин. При этом длины свыше 500 мм следует выбирать из ряда Ra 20 по ГОСТ 6636-69; 3) наименьшая фаска S и радиус r даны для ответственных шпоночных соединений; 4) допускается по заказу потребителя изготовлять шпонки высотой от 2 до 6 мм с предельными отклонениями по h11; 5) для размера по высоте h предельные отклонения берутся по h11 (у шпонки квадратного сечения – по h9).

 

Длины шпонок должны выбираться из ряда: 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320; 360; 400; 450; 500 мм.

Выбор посадки производят в зависимости от характера соединения и от вида производства, для которого она предназначена.

Размеры сечений пазов и их предельные отклонения должны соответствовать указанным на рисунке 2 и в таблице 2.

При контроле размеров (d – t₁) и (d + t₂) предельные отклонения должны соответствовать указанным в таблице 3.

Предельные отклонения размера длины паза вала должны соответствовать полю допуска Н15.

 

 

 

Рисунок 2 – Сечения пазов

 

 

Таблица 2 – Размеры сечения пазов и их предельные отклонения

Размеры в миллиметрах

Диаметр вала, d	Сече-ние шпо-нки, b×h	Шпоночный паз
Ширина	Глубина
Свободное соединение	Нормальное соединение	Плот-ное соеди-нение	Вал, t1	Втулка, t2
Вал (H9)	Втулка (D10)	Вал (N9)	Втулка (Js9)	Вал и втулка (P9)	Номин.	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.
От 6 до 8	2×2	+0,025	+0,060 +0,020	-0,004 -0,029	+0,012 -0,012	-0,006 -0,031	1,2	+0,1	1,0	+0,1
Св. 8 до 10	3×3	1,8	1,4
Св. 10 до 12 «12 «17 «17 «22	4×4	+0,030	+0,078 +0,030	-0,030	+0,015 -0,015	-0,012 -0,042	2,5	1,8
5×5	3,0	2,3
6×6	3,5	2,8
Св. 22 до 30 «30 «38	8×7	+0,036	+0,098 +0,040	-0,036	+0,018 -0,018	-0,015 -0,015	4,0	+0,2	3,3	+0,2
10×8	5,0	3,3
Св. 38 до 44 «44 «50 «50 «58 «58 «65	12×8	+0,043	+0,120 +0,050	-0,043	+0,021 -0,021	-0,018 -0,061	5,0	3,3
14×9	5,5	3,8
16×10	6,0	4,3
18×11	7,0	4,4
Св. 65 до 75 «75 «85 «85 «95 «95 «110	20×12	+0,052	+0,149 +0,065	-0,052	+0,026 -0,026	-0,022 -0,074	7,5	4,9
22×14	9,0	5,4
25×14	9,0	5,4
28×16	10,0	6,4
Св.110до130 «130 «150 «150 «170 «170 «200 «200 «230	32×18	+0,062	+0,180 +0,080	-0,062	+0,031 -0,031	-0,026 -0,088	11,0	7,4
36×20	12,0	+0,3	8,4	+0,3
40×22	13,0	9,4
45×25	15,0	10,4
50×28	17,0	11,4
Св.230до260 «260 «290 «290 «330 «330 «380	56×32	+0,074	+0,220 +0,100	-0,074	+0,037 -0,037	-0,032 -0,106	20,0	12,4
63×32	20,0	12,4
70×36	22,0	14,4
80×40	25,0	15,4
Св.380до440 «440 «500	90×45	+0,087	+0,260 +0,120	-0,087	+0,043 -0,043	-0,037 -0,124	28,0	17,4
100×50	31,0	19,5

 

Таблица 3 – Предельные отклонения размеров (d – t₁) и (d + t₂)

Размеры в миллиметрах

Высота шпонок	Предельные отклонения размеров
d – t1	d + t2
От 2 до 6	-0,1	+0,1
Свыше 6 до 18	-0,2	+0,2
Свыше 18 до 50	-0,3	+0,3

 

Таблица 4 – Значения предельных отклонений, необходимых для расчета параметров шпоночного соединения

Интервалы размеров, мм	Отклонения, мкм
h9	h11	h14	H15
От 1 до 3	-25	-60	-250	+400
Св. 3 до 6	-30	-75	-300	+480
Св. 6 до 10	-35	-90	-360	+580
Св. 10 до 14	-43	-110	-430	+700
Св. 14 до 18
Св. 18 до 24	-52	-130	-520	+840
Св. 24 до 30
Св. 30 до 40	-62	-160	-620	+1000
Св. 40 до 50
Св. 50 до 65	-74	-190	-740	+1200
Св.65 до 80
Св. 80 до 100	-87	-220	-870	+1400
Св. 100 до 120
Св. 120 до 140	-100	-250	-1000	+1600
Св. 140 до 160
Св. 160 до 180
Св. 180 до 200	-115	-290	-1150	+1850
Св. 200 до 225
Св. 225 до 250
Св. 250 до 280	-130	-320	-1300	+2100
Св. 280 до 315
Св. 315 до 355	-140	-360	-1400	+2300
Св. 355 до 400
Св. 400 до 450	-155	-400	-1550	+2500
Св. 450 до 500

Пример.

Рассчитать и выбрать посадки на шпоночное соединение для вала, диаметром 36 мм.

Исходные данные: d = 36 мм.

По ГОСТ 23360-78 для данного размера вала выбираем следующие значения:

1) ширина шпонки b = 10 мм;

2) высота шпонки h = 8 мм;

3) глубина паза вала t₁ = 5 мм;

4) глубина паза втулки t₂ = 3,3 мм;

5) длина шпонки l = 70 мм.

Определяем допуски размеров при нормальном шпоночном соединении:

1) ширина шпонки ;

2) высота шпонки ;

3) ширина паза вала ;

4) ширина паза втулки ;

5) глубина паза вала мм;

6) глубина паза втулки ;

7) длина шпонки ;

8) длина паза вала .

Устанавливаем посадки в сопряжениях:

1) паз втулки-шпонка ;

2) паз вала-шпонка ;

3) посадка по длине шпонки .

В соединении вал-втулка устанавливаем переходную посадку Ø .

Схема расположения полей допусков представлена на рисунке 3. На рисунке 4 показаны эскизы соединения и его отдельных деталей.

 

		б)
		в)

 

 

Рисунок 3 – Схемы расположения полей допусков: а) соединение «паз втулки b^вт – шпонка b^ш»; б) соединение «паз вала b^в – шпонка b^ш»; в) соединение по длине шпонки l^ш и паза вала l^в

 

 

 

Рисунок 1 – Эскизы шпоночного соединения