3 Выбор размеров и посадок шпоночного соединения

1. Привести эскиз основных параметров шпоночного соединения с призматической шпонкой. Подобрать размеры шпонки (ГОСТ 23360-78) для соединения шкива с валом (см. рисунок 1.1) и глубины пазов на валу и во втулке;

2. Назначить посадку шкива на вал, а также и посадки шпонки с пазом вала и пазом втулки (ГОСТ 23360-78). По ГОСТ 25347-2013 определить числовые значения отклонений;

3. Обозначить на эскизах посадки соединяемых деталей и классов допусков деталей соединения. Пояснить содержание обозначений;

4. Построить схемы расположения интервалов допусков этих соединений;

5. Выполнить анализ посадок шпонки с пазом вала и пазом втулки.

Исходные данные приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Исходные данные

Наименование и размерность параметров	Величина
Диаметр вала, мм	70
Длина шпонки, мм	100
Вид шпоночного соединения	Свободное

На рисунке 3.1 приведены основные параметры шпоночного соединения с призматической шпонкой.

Рисунок 3.1 – Основные параметры шпоночного соединения

По данным ГОСТ 23360-78 для вала 70 мм находим сечение шпонки b x h = 20х12 мм и глубины пазов вала t₁ = 7,5 мм и втулки t₂ = 4,9 мм и длину шпонки Допуски на глубину пазов вала t₁ и втулки t₂ определяем также по ГОСТ 23360-78:

t₁ = 7.5^+0,2 или d – t₁ = 70 – 7.5 = 62.5_-0,2;

t₂ = 4.9^+0,2 или d + t₂ = 70 + 4.9 = 74.9^+0,2.

Предельные отклонения размеров по ширине паза вала и паза втулки должны соответствовать полям допусков ГОСТ 25347-2013:

при свободном соединении: на валу Н9, во втулке D10;

Предельные отклонения на ширину шпонки устанавливают по h9.

Сопряжение шпонки с пазом вала при заданном нормальном шпоночном соединении будет осуществляться по посадке 20H9/h9, а с пазом втулки – 20D10/h9.

В соответствии с рекомендациями [2 - 4] принимаем посадку шкива на вал 70Н9/h9, а длину ступени вала на 60-80 мм больше длины шпонки.

На рисунке 3.2 приведён эскиз шпоночного соединения с обозначением посадок и полей допусков размеров вала.

Рисунок 3.2 – Обозначение посадок шпоночного соединения на чертеже

По ГОСТ 25347-2013 находим отклонения, соответствующие принятым классам допусков:

для ширины шпонки b_шп = 20h9: es = 0, ei = -52 мкм;

для ширины паза вала В_в = 20H9: ES = +52 мкм; EI = 0 мкм;

для ширины паза втулки В_вт = 20D10: ES = +149 мкм, EI = +65 мкм.

По найденным значениям отклонений чертим схему расположения интервалов допусков (рисунок 3.3) и проводим анализ этих посадок (см. таблицу 3.2).

Рисунок 3.3 – Схема расположения интервалов допусков

посадок шпонки с пазом вала, и с пазом втулки

Таблица 3.2 – Анализ посадки шпонки в паз вала и паз втулки

Наименование	Паз вала	Шпонка	Паз втулки
Обозначение класса допуска	20H9	20h9	20D10
Верхний предельный размер, мм Нижний предельный размер, мм	ES = 52 EI = 0	es = 0 ei = - 52	ES = +149 EI = +65
Наибольший предельный размер, мм Наименьший предельный размер, мм	Bв. max = 20.052 Bв. min = 20.000	bшп. max =20.000 bшп. min =19.948	Bвт.max = 20.149 Bвт.min = 20.065
Допуск размера, мм	TBв = Bв. max – – Bв.min= 0,052	Tbшп = bшп.max – – b шп. min = 0,052	TBвт = Bвт. max – – Bвт.min= 0,052
Наибольший натяг, мм	Nmax = bшп. max – Bв.min = 0
		Nmax = bшп.max – Bвт.min = -0.065
Наибольший зазор, мм	Smax = Bв.max – bшп.min = 0.104
		Smax = Bвт. max – bшп. min = 0.201
Допуск посадки, мм