1.3 Выбор и расчет посадок шпоночного соединения

Исходные данные: диаметр вала – Ø18 мм; длина шпонки – 180 мм; вид соединения – свободное.

Рассмотрим соединение зубчатого колеса и вала (см. рис. 1) с использованием призматической шпонки по ГОСТ 23360 (для вала Ø18 мм b × h = 6 × 6 мм, длина шпонки l = 180 мм). Условное обозначение:

Шпонка 6×6×180 ГОСТ 23360-78.

Так как к заданному узлу не предъявляются особые требования, выбираем для посадки шпонки свободное соединение.

По размеру b:

• паз вала B₁ = 6Н9

ES = + 30,

EI = 0 мкм,

B_1max = 6,000 + 0,030 = 6,030 мм,

B_1min = 6,000 + 0 = 6,000 мм;

• ширина шпонки b₂ = 6h9

es = 0,

ei = – 30 мкм,

b_2max = 6,000 + 0 = 6,000 мм,

b_2min = 6,000 – 0,030 = 5,970 мм;

• паз втулки B₃ = 6D10

ES = + 78 мкм,

EI = + 30 мкм,

B_3max = 6,000 + 0,078 = 6,078 мм,

B_3min = 6,000 + 0,030 = 6,030 мм.

Рисунок 7 - Схема расположения полей допусков шпоночного соединения

Рассчитываем табличные зазоры (натяги) по размеру b:

• соединение шпонки b₂ = 6h9 с пазом вала B₁ = 6H9:

S_1max = B_1max – b_2min;

S_1max = 6,030 – 5,970 = 0,06 мм;

N_1max = b_2max – B_1min;

N_1max = 6,000 – 6,000 = 0 мм.

Рисунок 8 - Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза вала

• соединение шпонки b₂ = 6h9 с пазом втулки B₃ = 6D10

S_2max = B_3max – b_2min;

S_2max = 6,078 – 5,970 = 0,108 мм;

Рисунок 9 - Схема расположения полей допусков ширины шпонки и ширины паза втулки

По высоте шпонки h:

• глубина паза вала

t₁ = 3,5^+0,2 мм (ГОСТ 23360),

t_1max = 3,700 мм,

t_1min = 3,500 мм;

• высота шпонки:

h = 6h11,

h_max = 6,000 мм,

h_min = 5,925 мм;

• глубина паза втулки:

t₂ = 2,8^+0,2 мм (ГОСТ 23360),

t_2max = 3,000 мм,

t_2min = 2,800 мм.

Тогда:

S_max = t_1max + t_2max – h_min;

S_max = 3,700 + 3,000 – 5,925 = 0,775 мм,

S_min = t_1min + t_2min – h_max;

S_min = 3,500 + 2,800 – 6,000 = 0,300 мм.

По длине шпонки l = 180 мм:

• длина шпонки:

l₁ = 180h14 (ГОСТ 23360),

l_1max = 180,000 мм,

l_1min = 179,000 мм (ГОСТ 25346);

• длина паза вала:

L₂ = 180Н15 (ГОСТ 23360),

L_2max = 181,600 мм,

L_2min = 180,000 мм (ГОСТ 25346);

S_max = L_2max – l_1min;

S_max = 181,600 – 179,000 = 2,600 мм;

S_min = L_2min – l_1max;

S_min = 180,000 – 180,000 = 0,000 мм.

Рисунок 10 - Схема расположения полей допусков по длине шпоночного паза

1.4 Выбор посадок для шлицевого соединения

Исходные данные: обозначение прямобочного шлицевого соединения - d – 8×56 H11/ a11×65 H12/a11×10F8/js7.

Расчет предельных размеров элементов шлицевого соединения и зазоров (натягов) аналогичен расчету гладких сопряжений. Поля допусков выбираются по ГОСТ 25346 или ГОСТ 1139.

Расчёт предельных размеров и зазоров (натягов) по сопряжению Ø56 Н11/a11:

D_max = D₀ + ES;

D_max = 56,000 + 0,190 = 56,190 мм;

D_min = D₀ + EI;

D_min = 56,000 + 0,000 = 56,000 мм;

d_max = d₀ + es;

d_max = 56,000 - 0,340 = 55,660 мм;

d_min = d₀ + ei;

d_min = 56,000 - 0,530 = 55,470 мм;

S_max = D_max - d_min;

N_max = 56,190 – 55,470 = 0,720 мм.

Расчёт предельных размеров и зазоров (натягов) по сопряжению Ø65 Н12/a11:

D_max = D₀ + ES;

D_max = 65,000 + 0,300 = 65,300 мм;

D_min = D₀ + EI;

D_min = 65,000 + 0,000 = 65,000 мм;

d_max = d₀ + es;

d_max = 65,000 - 0,340 = 64,660 мм;

d_min = d₀ + ei;

d_min = 65,000 - 0,530 = 64,470 мм;

S_max = D_max - d_min;

S_max = 65,300 – 64,470 = 0,830 мм.

Рисунок 11 - Схемы расположения полей допусков элементов шлицевого соединения

Расчёт предельных размеров и зазоров по ширине шлиц 10F8/js7:

B_max = B₀ + ES;

B_max = 10,000 + 0,035 = 10,035 мм;

B_min = B₀ + EI;

B_min = 10,000 + 0,013 = 10,013 мм;

b_max = b₀ + es;

b_max = 10,000 + 0,0075 = 10,0075 мм;

b_min = b₀ + ei;

b_min = 10,000 – 0,0075 = 9,9925 мм;

S_max = B_max – b_min;

S_max = 10,035 – 9,9925 = 0,0425 мм;

S_min = B_min – b_max;

S_min = 10,013 – 10,0075 = 0,0055 мм.

Рисунок 12 - Схема расположения полей допусков шлицевого соединения по внутреннему диаметру