Выбор посадок для шпоночного соединения

Выбор сечения призматической шпонки

 

 

В машиностроении наибольшее применение получили соединения с призматическими шпонками. Предельные отклонения размеров призматических шпонок по ширине и высоте установлены для трёх исполнений шпонок, а именно: с закруглениями по обоим концам (рисунок 6.1 а), прямоугольном (рисунок 6.1 б) и с закруглением на одном конце (рисунок 6.1 в). В соответствии с ГОСТ 23360-78 [12] (таблица 6.1) для заданного исполнения шпонки и диаметра d, мм выбирается:

- сечение шпонки b×h, мм;

- глубина паза валаt₁, мм;

- глубина паза втулки t₂, мм;

- длина шпонки l, мм назначается из соответствующего ряда длин приведённого в примечании к таблице 6.1.

Затем формируется и записывается условное обозначение подобранной шпонки в следующем виде: Шпонка b×h×l ГОСТ 23360-78 [12]. Пример условного обозначения приведён в примечании таблицы 6.1. Схема шпоночного соединения приведена на рисунке 6.2.

 

Проверка соединения на смятие

 

 

Напряжение смятия и условие прочности определяются по формуле:

 

, (6.1)

 

где М_кр – передаваемый крутящий момент, Н·мм;

– допускаемое напряжение смятия в данном сечении, МПа.

После определения численного значения , делается вывод о выполнении или не выполнении условия прочности .

 

а) б) в)

 

Рисунок 6.1 - Варианты конструктивного исполнения призматических шпонок

 

Рисунок 6.2 - Схема шпоночного соединения

 

Таблица 6.1 - Основные размеры соединений с призматическими шпонками, мм (по ГОСТ 23360-78*) [12]

Диаметр вала d	Номинальные размеры шпонки	Номинальные размеры паза
b×h	Фаска s	Интервалы длин l	Глубины	Радиус закругления или фаска s1×15^0
max	min	от	до	на валу t1	во втулке t2	max	min
От 6 до 8 св. 8» 10 » 10» 12	2 × 2 3 × 3 4 × 4	0,25	0,16			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			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			5,0 5,0 5,5 6,0 7,0	3,3 3,3 3,8 4,3 4,4	0,4	0,25

 

Продолжение таблицы 6.1

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			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			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			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 × 45 100 × 50	3,00	2,50			25,0 28,0 31,0	15,4 17,4 19,5	2,5	2,0
Примечания 1. ГОСТ 23360-78* не распространяется на шпоночные соединения, применяемые для крепления режущего инструмента. 2. Длины шпонок должны 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. 3. Допускается применять шпонки с длиной, выходящей за пределы диапазона длин, указанного в таблице (значения выбирать из ряда R20 по ГОСТ 6636-69*). 4. Материал - сталь чистотянутая для шпонок по ГОСТ 8786-68* или другая с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МН/м^2 (60 кгс/мм^2). 5. Указания по шероховатости поверхности на рисунке 6.2 в данной таблице не стандартизованы. 6. На рабочем чертеже проставляется один размер для вала t1 (предпочтительный вариант или d-t1 и для втулки d+t2). 7. В ответственных шпоночных соединениях сопряжения дна паза с боковыми сторонами выполняются по радиусу r, значения и предельные отклонения которого указываются на рабочем чертеже (в таблице - это минимальное значения). 8. В отдельных обоснованных случаях (пустотелые и ступенчатые валы, передача пониженных крутящих моментов и т.д.) допускается применять меньшие размеры сечений стандартных шпонок на валах больших диаметров, за исключением выходных концов валов. 9. Пример условного обозначения призматической шпонки исполнения 1 с размерами b=18 мм, h=11 мм, l=100 мм; шпонка 18 ×11 ×100 ГОСТ 23360-78.

 

Шпонка 18 ×11 ×100 ГОСТ 23360-78*. Пример условного обозначения такой же шпонки исполнения 2 (3); Шпонка 2 (3) 18×11×100 ГОСТ 23360-78*.

 

 

Проверка шпонки по напряжению среза

 

Напряжение среза и условие прочности определяются по формуле:

, (6.2)

где – допускаемое напряжение среза, МПа.

После определения численного значения , делается вывод о выполнении или не выполнении условия прочности .