Условия могут быть представлены в виде задачи с указанием основных параметров и вида соединения. Если параметры шпоночного соединения представлены на чертеже общего вида, там же в технических требованиях может быть указан вид соединения. При отсутствии таких указаний вид шпоночного соединения разработчик чертежей выбирает самостоятельно, исходя из функционирования изделия.
Рассмотрим пример расчета соединения зубчатого колеса и вала (рис. 15) с использованием призматической шпонки по ГОСТ 23360 (для вала Ø34 мм b × h = 10 мм × 8 мм, длина шпонки l = 25 мм). Условное обозначение:
Шпонка 10×8×25 ГОСТ 23360-78.
Так как к заданному узлу не предъявляются особые требования, выбираем для посадки шпонки нормальное соединение.
По размеру b:
· паз вала B1 = 10N9
ES = 0 мкм;
EI = – 36 мкм;
B1max = 10,000 + 0 = 10,000 мм;
B1min = 10,000 – 0,036 = 9,964 мм;
· ширина шпонки b2 = 10h9
es = 0 мкм;
ei = – 36 мкм;
b2max = 10,000 + 0 = 10,000 мм;
b2min = 10,000 – 0,036 = 9,964 мм;
· паз втулки B3 = 10Js9
ES = + 18 мкм;
EI = – 18 мкм;
B3max = 10,000 + 0,018 = 10,018 мм;
B3max = 10,000 – 0,018 = 9,982 мм.
Рис.22. Схема расположения полей допусков шпоночного соединения
Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b:
· соединение шпонки b2 = 10h9 с пазом вала B1 = 10N9
S1max = B1max – b2min = 10,000 – 9,964 = 0,036 мм;
N1max = b2max – B1min = 10,000 – 9,964 = 0,036 мм;
Рис.23. Схема расположения полей допусков ширины шпонки
и ширины паза вала
· соединение шпонки b2 = 10h9 с пазом втулки B3 = 10Js9
S2max = B3max – b2min = 10,018 – 9,964 = 0,054 мм;
N2max = b2max – B3min = 10,000 – 9,982 = 0,018 мм;
Рис.24. Схема расположения полей допусков ширины шпонки
и ширины паза втулки
По высоте шпонке h:
· глубина паза вала
t1 = 5+0,2 мм (ГОСТ 23360);
t1max = 5,200 мм;
t1min = 5,000 мм;
· высота шпонки
h = 8 h11;
hmax = 8,000 мм;
hmin = 7,910 мм;
· глубина паза втулки
t2 = 3,3+0,2 мм (ГОСТ 23360);
t2max = 3,500 мм;
t2min = 3,300 мм.
Тогда
Smax = t1max + t2max – hmin = 5,200 + 3,500 – 7,910 = 0,790 мм;
Smin = t1min + t2min – hmax = 5,000 + 3,300 – 8,000 = 0,300 мм.
По длине шпонки l = 25 мм:
· длина шпонки
l1 = 25 h14 (ГОСТ 23360);
l1max = 25,000 мм;
l1min = 24,480 мм (ГОСТ 25346);
· длина паза вала
L2 = 25 Н15 (ГОСТ 23360);
L2max = 25,840 мм;
L2min = 25,000 мм (ГОСТ 25346);
Smax = L2max – l1max = 25,840 – 24,480 = 1,360 мм;
Smin = L2min – l1min = 25,000 – 25,000 = 0,000 мм.
Рис. 25. Схема расположения полей допусков по длине шпоночного паза
На чертежах деталей проставляются следующие точностные требования, относящиеся к шпоночным соединениям:
· номинальный размер вала d и номинальный размер отверстия втулки D с предельными отклонениями;
· для паза вала – размер t1 (предпочтительный вариант) или d – t1 с предельными отклонениями;
· для паза втулки – размер d + t2 с предельным отклонением;
· номинальные размеры ширины паза вала и паза втулки с соответствующими отклонениями;
· допуски расположения плоскости симметрии паза относительно оси посадочной цилиндрической поверхности (Тпарал и Тсим);
· параметры шероховатости поверхности элементов шпоночного соединения, устанавливаемые в зависимости от номинального размера и допуска (см. табл.22).
Шероховатость дна шпоночного паза рекомендуется нормировать параметром Ra не более 6,3 мкм.
