Контрольные вопросы и задания
1. На какие группы можно разделить углы, применяемые при конструировании?
2. В зависимости от какого параметра назначают допуски на углы?
3. Сколько степеней точности установлено для допусков углов?
4. Какими свойствами обладают конические соединения?
5. Приведите примеры использования конических соединений.
6. Какие преимущества имеют конические соединения по сравнению с цилиндрическими соединениями?
7. Перечислите основные параметры конусов.
8. Назовите способы нормирования конусов.
9. Объясните классификацию посадок конусов по способу фиксации осевого расположения сопрягаемых конусов.
10. Нормирование точности шпоночных соединений
Шпоночные соединения предназначены для соединения валов между собой с помощью специальных устройств (муфт), а также для соединения с валами, осями различных тел вращения (зубчатых колес, эксцентриков, шкивов, маховиков и т. п.). Шпоночные соединения с призматическими, сегментными и клиновыми шпонками стандартизированы.
Наиболее часто применяются соединения с призматическими шпонками. Использование призматических шпонок дает возможность более точно центрировать сопрягаемые элементы и получать как неподвижные, так и скользящие соединения. Сегментные шпонки позволяют получать только неподвижные соединения.
Шпоночные соединения бывают затяжные (тангенциальные, клиновые, фрикционные) и незатяжные (призматические и сегментные). Затяжная шпонка передаёт окружную и осевую силы, незатяжная - только окружную силу.
Все шпоночные соединения отличаются простотой конструкции, технологичностью и невысокими нагрузочными характеристиками.
Достоинствами шпоночных соединений являются простота конструкции, удобство сборки-разборки и экономичность.
Одним из основных недостатков шпоночных соединений неизбежен «мертвый ход», т. е. втулка всегда может быть повернута относительно вала на некоторый угол.
Вследствие смятия и среза шпонок, ослабления сечения валов и втулок пазами и образования концентратов напряжений шпоночные соединения не могут передавать большие крутящие моменты. Эти недостатки шпоночных соединений ограничивают их применение и обусловливают замену их шлицевыми.
10.1. Основные параметры соединений с призматическими шпонками
Размеры призматических шпонок установлены ГОСТ 23360. Основными размерами шпонки являются высота h, ширина b и длина l (рис.10.1).
Высота и ширина шпонки выбираются в зависимости от диаметра соединения (табл. 10.1). Размер длины призматической шпонки должен 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.
Таблица 10.1
Основные размеры соединений с призматическими шпонками
|
Диаметр вала d |
Номинальные размеры шпонки
|
Номинальные размеры паза | |||||||
|
b×h |
Фаска s |
Интервалы длин l |
Глубина |
Радиус
закругления или фаска
| |||||
|
max |
min |
от |
до |
на валу
|
на втулке
|
max |
min | ||
|
От 6 до 8 Св. 8 » 10 » 10 » 12
|
2×2 3×3 4×4 |
0,25 |
0,16 |
6 6 8 |
20 36 45 |
1,2 1,8 2,5 |
1,0 1,4 1,8 |
0,16 |
0,08 |
|
Св.12 до 17 » 17 » 22 » 22 » 30
|
5×5 6×6 8×7
|
0,40 |
0,25 |
10 14 18 |
56 70 90 |
3,0 3,5 4,0 |
2,3 2,8 3,3 |
0,25 |
0,16 |
|
Св.30 до 38 » 38 » 44 » 44 » 50 » 50 » 58 » 58 » 65
|
10×8 12×8 14×9 16×10 18×11 |
0,60 |
0,40 |
22 28 36 45 50 |
110 140 160 180 200 |
5,0 5,0 5,5 6,0 7,0 |
3,3 3,3 3,8 4,3 4,4 |
0,4 |
0,25 |
|
Св.65 до 75 » 75 » 85 » 85 » 95 » 95 » 110 » 110 » 130
|
20×12 22×14 25×14 28×16 32×18 |
0,80 |
0,60 |
56 63 70 80 90 |
220 250 280 320 360 |
7,5 9,0 9,0 10,0 11,0 |
4,9 5,4 5,4 6,4 7,4 |
0,6 |
0,4 |
|
Св.130 до 150 » 150 » 170 » 170 » 200 » 200 » 230
|
36×20 40×22 45×25 50×28 |
1,20 |
1,00 |
100 100 110 125 |
400 400 450 500 |
12,0 13,0 15,0 17,0 |
8,4 9,4 10,4 11,4 |
1,0 |
0,7 |
|
Св.230 до 260 » 260 » 290 » 290 » 330
|
56×32 63×32 70×36 |
2,00 |
1,60 |
140 160 180 |
500 |
20,0 20,0 22,0 |
12,4 12,4 14,4 |
1,6 |
1,2 |
|
Св.330 до 380 » 380 » 440 » 440 » 500
|
80×40 90×45 10050 |
3,00 |
2,50 |
200 220 250 |
500 |
25,0 28,0 31,0 |
15,4 17,4 19,5 |
2,5 |
2,0 |
×45˚
Рис. 10.1. Основные параметры шпоночного соединения
Основным посадочным размером является ширина b. Стандартом установлены поля допусков по ширине шпонки и ширине шпоночных пазов для свободного, нормального и плотного соединений (табл. 10.2).
Таблица 10.2
Предельные отклонения по ширине bшпоночных соединений
с призматическими шпонками
|
Элемент соединения |
Предельные отклонения размера bпри соединении | ||||||
|
любом |
свободном |
нормальном |
плотном | ||||
|
на валу |
во втулке |
на валу |
во втулке |
на валу |
во втулке | ||
|
Шпонка Паз |
h9 - |
- H9 |
- D10 |
- N9 |
- Js9 |
- P9 | |
Предельные отклонения для других размеров шпоночного соединения приведены в табл. 10.3.
Пример простановки посадок шпоночного сопряжения показан на рис. 10.2.
Рис. 10.2. Простановка посадок шпоночного соединения на чертежах
Таблица 10.3
Предельные отклонения несопрягаемых размеров соединения
с призматическими шпонками (по ГОСТ 23360)
|
Элемент соединения
|
Предельные отклонения размера | ||||
|
Высота h
|
Длина l
|
Глубина (или проставляемый на чертеже размер) на валу t1 (или d-t1) * и на втулке t2 (или d+t2) | |||
|
при h, мм | |||||
|
от 2 до 6 |
св. 6 до 18 |
св.18 до 50 | |||
|
Шпонка |
h11, h9 ** |
h14 |
_ |
_ |
_ |
|
Паз |
— |
Н15 |
+ 0,1 0
|
+ 0,2 0
|
+ 0,3 0 |
|
* Для указанного размера те же предельные отклонения назначаются со знаком минус. * * При h = 2÷6 мм
| |||||
Пример условного обозначения шпонки исполнения 1 с размерами b= 18 мм, h=11 мм, l= 100 мм:
Шпонка 18×11×100 ГОСТ 23360.