Стандартизация точности шпоночных и шлицевых соединений.

Шпоночным называется соединение зацеплением с помощью шпонки соосных деталей с цилиндрическими (коническими) поверхностями контакта. Шпоночные соединения применяются для передачи вращающего момента между валом и ступицей, насаженной на вал детали, когда к точности центрирования соединяемых деталей не предъявляются особых требований.

Шпонка – деталь, устанавливаемая в пазах двух соприкасающихся деталей и препятствующая относительному повороту или сдвигу этих деталей. Ее используют не только для передачи вращающего момента между соосными деталями, но и для направления осевого перемещения ступицы по валу (направляющая шпонка).

Рис. 3.1. Шпоночное соединение с призматическими шпонками с плоскими торцами.

Шпонки всех типов стандартизированы и их размеры выбирают по ГОСТ 233460-78 (призматические), ГОСТ 24068-80 (клиновые), ГОСТ 24071-80 (сегментные), ГОСТ 3128-70 и 12207-79 (цилиндрические).

Достоинства соединений призматическими шпонками: простота конструкции и низкая стоимость.

Недостатки: вал и ступица ослаблены шпоночными пазами; в зоне шпоночного паза возникает концентрация напряжений, что снижает усталостную прочность деталей соединения.

Рис. 3.2. Соединения призматической и сегментной шпонками.

Посадки по ширине b осуществляются по h₉ для любых типов соединений, что дает возможность стандартизировать и выпускать шпонки в массовом порядке.

Таблица 3.1.

Поля допусков шпонок и пазов

Паз	Тип соединения
Свободное	Нормальное	Плотное
Вал	H9	N9	P9
Втулка	D10	JS9	P9

Элемент соединения	На высоту h	На длину l	На t1 и t2
Шпонка	h11 (9)	h14	-
Паз	-	H15	0,1 – 0,3

Рис. 3.3. Пример обозначения посадок шпонки в пазы втулки и вала.

Таблица 3.2.

Поля допусков на пазы

Название	Единичное и серийное производство	Серийное и массовое производство	Направляющие шпонки
Ширина шпонки	h9	h9	h9
Ширина паза: на валу	P9	N9	H9, N9
на втулке	JS9	D10, JS9	D10

Шлицевые соединения.

Шлицевое соединение по сути – многошпоночное. Оно не ослабляет вал за счет шпоночного паза, позволяет производить центрирование и передавать большие мощности.

Достоинства шлицевых соединений по сравнению со шпоночными: высокая несущая способность и усталостная прочность вала.

Недостатки: высокая стоимость соединений.

Соединения с прямобочным профилем по ГОСТ 1139-80 стандартизованы для валов диаметром от 14 до 125 мм, с числом зубьев (в зависимости от диаметра вала) от 6 до 20. В поперечном сечении профиль прямобочным шлицев (рис.) очерчивается окружностью выступов зубьев D, окружностью впадин диаметром d и прямыми, определяющими ширину зубьев b.

Стандартом предусмотрены три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая. С переходом от одной серии к другой при одном и том же внутреннем диаметре увеличивается наружный диаметр и число зубьев, в связи с этим повышается несущая способность соединения.

Рис. 3.4. Шлицевое соединение (а) и его детали (б):

1-вал шлицевой (зубчатый); 2- ступица со шлицами (зубьями).

. Соединения с прямобочными шлицами выполняют с центрированием по по наружному диаметру D (рис. 3.5. а); по внутреннему диаметру d (рис. 3.5. б) и по боковым граням b (рис. 3.5. в).

Рис. 3.5. Шлицевые соединения с прямобочным профилем.

При выборе способа центрирования руководствуются величиной нагрузки на соединение, требованиями к точности центрирования деталей соединения и технологией изготовления.

Посадки назначают в зависимости от способа центрирования, например: H7 ⁄ f7; H7⁄g6 для d, D10/h9; F10/f9 для b; H7/f7; H7/g6 для D (дают соединения с зазором); H7⁄n6, H7/j_S6 для d и D (дают соединения с переходными посадками). При высоких требованиях к точности центрирования стремятся получить наименьшие зазоры по центрирующим диаметрам; это также увеличивает долговечность соединений.

Для не центрирующих диаметров установлены следующие поля допусков: для D при центрировании по d или b a11 для валов и H12 для втулки; для d при центрировании по D или b H11 для втулки. При указанных полях допусков не центрирующих диаметров создаются значительные зазоры, обеспечивающие сопряжения только по посадочным поверхностям и облегчающие сборку шлицевых соединений.

Обозначения шлицевых соединений валов и втулок.

Условные обозначения должны содержать букву, обозначающую поверхность центрирования, число зубьев и номинальные размеры D, d или b соединения вала и втулки, обозначение полей допусков или посадок диаметров, а также размера b, помещаемого после соответствующих размеров.

Например: , обозначает соединение с числом зубьев равных 8, с центрированием по внутреннему диаметру с размерами d = 36, D = 40 и b = 7мм, с посадками по центрирующему диаметру , по наружному диаметру и по боковой грани .

Дата добавления: 2015-08-10