---



Пример обозначения пальца диаметром d₁ =12 мм:

Палец 7031-0251/002 ГОСТ 12208-66

СЕГМЕНТНЫЕ ШПОНКИ (по ГОСТ 24071-80) 

12. Размеры шпонок, мм

ГОСТ 24071-80 соответствует ИСО 3912-77.
Допускается притупление острого угла фаской или радиусом до 0,1 6

 

Пример условного обозначения шпонки исполнения 1 сечением b x h = 5 x 6,5 мм:

Шпонка 5х6,5 ГОСТ 24071-80. 

то же, исполнения 2 сечением Ь x h₁ = 5 x 5,2 мм:

Шпонка 2-5х5,2 ГОСТ 24071-80

Материал шпонок - сталь чистотянутая для сегментных шпонок по ГОСТ 8786—68. Допускается применение другой стали с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа.

13. Размеры сечений пазов и предельные отклонения глубины паза на валу
 и во втулке для сегментных шпонок

Шпоночные пазы вала и втулки

В зависимости от принятой базы обработки и измерения на рабочем чертеже должен указываться один размер для вала t₁ (предпочтительный вариант) или d -t₁ и для втулки d +t₂.

Размеры, мм

 

Допускается в технически обоснованных случаях (пустотелые и ступенчатые валы, передача пониженных вращающих моментов и т.п.) применять меньшие размеры сечений шпонок на валах больших диаметров, за исключением выходных концов валов.
Предельные отклонения ширины паза b должны соответствовать полям допусков, указанным ниже.

Примечания: 1. Допускаются для ширины паза вала и втулки любые сочетания полей допусков, указанных в таблице.
2. Для термообработанных деталей допускаются предельные отклонения размера ширины паза вала, соответствующие полю допуска 
Н11, размера ширины паза втулки - D10.
  В ответственных шпоночных соединениях сопряжения дна паза с боковыми сторонами выполняются по радиусу, величина и 
  предельные отклонения которого должны указываться на рабочем чертеже.

14. Параметры шероховатости поверхности элементов шпоночных соединений
 по ГОСТ 23360-78, ГОСТ 10748-79, ГОСТ 8790-79 и ГОСТ 24071-80 в зависимости от допуска размера

 

Примечания: 1. Параметры шероховатости поверхностей с неуказанными предельными отклонениями - Ra 20 мкм.
2. Параметр шероховатости дна шпоночного паза рекомендуется равным Ra 6,3 мкм.

 

ВЫБОР ШПОНОК ДЛЯ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ

На участке между серединами шпонок (рис. 14) передается постоянный вращающий момент Т .
Силы Р₁ и P₂ , действующие на шпонки и приложенные на плече, равном радиусу соответствующей ступени вала, составляют

 

D₂ > D₁, значит, шпонка ступени D₂ нагружена меньше шпонки ступени D₁. По соображениям прочности и работоспособности шпоночных соединений нет оснований к назначению для ступени D₂ шпонки большей, чем для ступени D₁. Наоборот, чем больше диаметр ступени ступенчатого вала, тем меньшим для нее может быть сечение шпонки.

 Наличие на одном валу шпоночных пазов, одинаковых по сечению и длине, улучшает технологичность конструкции вала.
 Таким образом, рекомендуется назначать одинаковые шпонки для всех ступеней вала исходя из ступени наименьшего диаметра, имеющего шпоночный паз.

РАСЧЕТ ШПОНОК

  Принятые обозначения

[T_max] - наибольший допускаемый вращающий момент, Н-м;
  l - рабочая длина шпонки, мм;
d - диаметр вала, мм;
  d₁ - диаметр круглой шпонки, мм;
b и h - ширина и толщина шпонки, мм;
К - выступ шпонки от шпоночного паза;
  [σ_см] - допускаемое напряжение смятия,  МПа;
  [τ_ср] - допускаемое напряжение среза, МПа.

При расчете принимают нагружение шпонки по длине равномерным.
Шпонки рассчитывают на смятие, а в особо ответстсвенных случаях проверяют на срез.
 Призматическая шпонка (рис. 15). Рабочие грани проверяют на смятие, а сечение  С - С - на срез.

Условие прочности на смятие:

  [T_max]=0,5 dKl [σ_см].

Условие прочности сечения С -С на срез:

  [T_max]=0,5(d+K)bl [τ_ср].

В случае установки двух противоположно расположенных шпонок вводят поправочный коэффициент 0,75.

Сегментная шпонка (рис. 16). Выступающую часть шпонки проверяют на смятие, а сечение  С-С - на срез. Условие прочности выступающей части шпонки на смятие:
  [T_max]=0,5 dlK [σ_см].

Условие прочности сечения С -С на срез:

[T_max]=0,5(d+K) lb [τ_ср],

где l = 0,95D .

Торцовая шпонка (рис. 17). Это призматическая шпонка, поставленная в плоскость стыка, например, при фланцевом соединении концов двух валов.
 Узкая грань шпонки подвергается смятию; продольное сечение шпонки, плоскость которого совпадает с плоскостью стыка валов, испытывает напряжение среза (сдвига).
  Условие прочности на смятие:

Цилиндрическая шпонка (рис. 18). Диаметральное сечение проверяют на срез, боковую поверхность - на смятие.

Условие прочности диаметрального сечения на срез:

Т=0,5dd₁l[τ_ср].

Условие прочности боковой поверхности на смятие:

T≈0,2dd₁l[σ_см].

Допускаемые напряжения на смятие для шпонки обусловливаются режимами работы шпоночного соединения. При спокойном режиме принимают [σ_см] до 150,0 МПа.
 Широко распространены в общем машиностроении значения  [σ_см]=60÷90 МПа при неподвижных шпонках для сопрягаемых элементов из чугунного литья, стального литья и стали. В машиностроении также принимают [σ_см]≈(0,3÷0,5)σ_Т  для неподвижных соединений и
 [σ_см]≈(0,1÷0,2)σ_Т  для подвижных соединений, где σ_Т - предел текучести материала шпонки.

 Для определения допускаемого вращающего момента по заданным параметрам или для определения параметров по заданному вращающему моменту в неподвижных соединениях с призматическими шпонками можно пользоваться и номограммой (рис. 19).

Расчетная формула к номограмме 
[Т]=0,25Dhl[σ_см], 
где D - диаметр вала; 
h - высота шпонки;
l - рабочая длина шпонки; 
[σ_см] -допускаемое напряжение смятия менее твердой детали соединения.

Допускаемые напряжения смятия [σ_см]:

[σ_см]=150 МПа для поверхности с твердостью ≤240 НВ;
[σ_см]=250 МПа для поверхности с твердостью 270...300 НВ.

Рис. 19. Номограмма для определения параметров
 шпоночного соединения

ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 

ПРЯМОБОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (по ГОСТ 1139-80 в ред. 1991 г.)

 Стандарт распространяется на прямобочные шлицевые соединения общего назначения, имеющие зубья вала, расположенные параллельно продольной оси соединения, и с боковыми сторонами профиля, параллельными оси симметрии шлица вне окружности диаметра

15. Размеры прямобочных соединений

 

Размеры, мм

 Стандарт не распространяется на специальные шлицевые соединения, отличающиеся от приведенных номинальными размерами и видом центрирования.

ДОПУСКИ И ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ ПРЯМОБОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Общие положения, допуски и основные отклонения размеров d, D, b шлицевого соединения - по ГОСТ 25346— 89.
Поля допусков шлицевых валов и втулок для образования посадок при различных видах центрирования должны соответствовать указанным 
в табл. 16, 17, 18.
 Поля допусков, заключенные в квадратные скобки, являются рекомендуемыми, а поля допусков, отмеченные звездочками -предпочтительными из числа рекомендуемых (поля допусков, применяемые в ИСО).
 При длине шлицевого вала или втулки, превышающей длину комплексного калибра, предельные отклонения от параллельности сторон зубьев вала и пазов втулки относительно оси центрирующей поверхности не должны превышать на длине 100 мм:
 0,03 мм - в соединениях повышенной точности, определяемой допуском на размер b от JT6 до JT8;
 0,05 мм - в соединениях нормальной точности при допусках на размер b от JT9 до JT10.
 
Обозначения шлицевых соединений валов и втулок должны содержать:
 ~ букву, обозначающую поверхность центрирования;
 число зубьев z и номинальные размеры d, D и b соединения вала и втулки;
 обозначения полей допусков или посадок диаметров, а также размера b, помещенные после соответствующих размеров.
 Допускается не указывать в обозначении допуски нецентрирующих диаметров.
 Пример условного обозначения соединения с числом зубьев z = 8 , внутренним диаметром d =36 мм, наружным диаметром D =40 мм, шириной зуба b =7 мм, с центрированием по внутреннему диаметру, с посадкой по диаметру центрирования Н7/f7 центрирования  по нецентрирующему диаметру H12/d11  и по размеру H9/f9 :

То же, при центрировании по наружному диаметру с посадкой по диаметру центрирования H7/h7  и по размеру F10/h9:

То же, при центрировании по боковым сторонам:

Пример условного обозначения втулки того же соединения при центрировании по внутреннему диаметру:

 

 То же, вала:

 

Рекомендации по контролю прямобочных шлицевых соединений.

1. Шлицевые соединения контролируют комплексными калибрами, при этом поэлементный контроль осуществляют непроходными калибрами или измерительными приборами.
 В спорных случаях контроль комплексным калибром является главным.
2. При использовании комплексных калибров отверстие считают годным, если комплексный калибр-пробка проходит, а диаметры и ширина паза не выходят за установленные верхние пределы; вал считают годным, если комплексный калибр-кольцо проходит, а диаметры и толщина зуба не выходят за установленные нижние пределы.

16. Поля допусков шлицевых валов и втулок для образования посадок
 при центрировании по внутреннему диаметру