Соединения с призматическими шпонками

Для соединений с валами зубчатых колес, шкивов ременных передач, маховиков, муфт и других деталей машин, когда к точности центрирования соеди­няемых деталей не предъявляют высоких требований, применяют шпонки.

В зависимости от геометрической формы шпонок соединения разделяют на призматические, сегментные, клиновые и танген­циальные. В машиностроении наибольшее применение получили соединения с призматическими и сегментными шпонками.

Использование призматических шпонок дает возможность бо­лее точно центрировать сопрягаемые элементы и получать как не­подвижные, так и под­вижные соединения. Соединения с сегментными шпонками служат для образования только неподвижных соединений.

ГОСТ 23360-78 устанавливает размеры, допуски и посадки для соединений с призматическими шпонками (рис.1.56 ).

Рис. 1.56

Основными размерами призматических шпонок являются ширина b, высота h и длина l.

Рис. 1.57

Глубина паза у вала под шпонку задается размером t₁ или d – t₁, глубина паза у отверстия под шпонку - разме­ром t₂ или d+t₂.

Шпонки изготавливаются:

по ширине b - с полем до­пуска h9,

по высоте h - с полем допуска hll (при h =2...6 мм - по h9),

по длине l- с полем допуска h14.

длину пазов вала и отверстия под шпонку - с полем допуска Н15,

глубину пазов вала и втулки - с полем допуска Н12.

Работоспособность шпоночных соединений определяется харак­тером посадок по ширине b шпонки. Посадки выполняют только в системе вала.

Стандартом предусмотрено для призматических шпонок три вида соединения для предпочтительного применения (рис.1.58 ):

Рис.1.58

свободное - соединение с гарантированным зазором для воз­можности перемещения втулки вдоль вала (шпонка является направляющей; в случае необходимости иметь более прочное соеди­нение шпонки с валом, применяют шпонки с креплением на валу винтами). Соединение подвижное. Для ширины паза на валу зада­ется поле допуска Н9 и для ширины паза втулки – D10;

нормальное - соединение с переходной посадкой, не требующее частых разборок. Соединение неподвижное. Для ширины паза на валу задается поле допуска N9 и для ширины паза отверстия - J_S9;

плотное - соединение с переходной посадкой, применяющее­ся при редких разборках и реверсивных нагрузках. Соединение не­подвижное. Для ширины паза вала и втулки задается одно поле допуска Р9.

Допускаются любые сочетания указанных полей допусков для ширины пазов вала и отверстия.

В зависимости от функционального назначения шпоночного соединения (подвижное или неподвижное) назначают требования по шероховатости: для рабочих поверхностей шпонки и пазов па­раметр шероховатости R_a колеблется от 1,6 до 3,2 мкм; для нерабо­чих поверхностей шпонки и пазов R_a устанавливают в пределах от 6,3 до 12,5 мкм.

Рис. 1.59

В условном обозначении призматической шпонки указывают вид исполнения (кроме исполнения 1), ее размеры и стандарт.

Напри­мер:

условное обозначение для шпонки исполнения I с размера­ми: b= 18 мм, h =11 мм, l=100 мм:

шпонка 18 х 11 х 100 ГОСТ 23360-78;

для шпонки исполнения 2:

шпонка 2-18 х 11 х 100 ГОСТ 23360-78.

Обозначение посадок шпоночного соединения на сборочном чертеже представлено на рис. 1.59.