Для назначение параметров шероховатости в зависимости от назначения обрабатываемой поверхности детали можно использовать приведенную ниже таблицу.
| Параметры шероховатости мкм | Типовые поверхности деталей |
| Rz = 400 и Rz =200 |
Отверстия на проход крепежных деталей
Отверстия масленых каналов на силовых валах
Внутренний диаметр шлицевых соединений (не шлифованных)
Торцевые поверхности под подшипники качения
Шаровые поверхности ниппельных соединений
Канавки под уплотнительные резиновые кольца подвижных и неподвижных торцевых соединений
Радиусы скругления на силовых валах
Поверхности осей для эксцентриков
Поверхности разъема герметичных соединений без прокладок или со шлифованными металлическими прокладками
Наружные диаметры шлицевых соединений
Отверстия пригоняемых и регулируемых соединений (вкладыши подшипников и др.) с допуском зазора -натяга 25-40 мкм
Цилиндры, работающие с резиновыми манжетами
Отверстия подшипников скольжения
Притираемые поверхности в герметичных соединениях
Поверхности зеркала цилиндров работающих с резиновыми манжетами
Торцевые поверхности поршневых колец при диаметре менее 240 мм
Валы в пригоняемых и регулируемых соединениях с допуском зазора-натяга 7-25 мкм
Трущиеся поверхности нагруженных деталей.
Посадочные поверхности 2-го класса точности с длительным сохранением заданной посадки: оси эксцентриков, точные червяки, зубчатые колеса
Сопряженные поверхности бронзовых зубчатых колес
Рабочие шейки распределительных валов
Шейки валов:
1-го класса точности диаметром свыше 1 до 30 мм,
2-го класса — свыше 1 до 10 мм
Валы с пригоняемыми и регулируемыми соединениями (шейки шпинделей, золотники) с допусками зазора-натяга 4-7 мкм
Трущиеся поверхности сильно нагруженных деталей
Валы в пригоняемых и регулируемых соединениях с допуском зазора-натяга 2,5-6,5 мкм
Отверстия в пригоняемых и регулируемых соединениях с допуском зазора-натяга до 2,5 мкм
Видео:Шпоночные соединения Классификация и виды шпонок Достоинства и недостатки шпоночных соединенийСкачать
Шероховатости поверхностей шпоночного соединения
Шпоночное соединение – один из видов соединений вала со втулкой, в котором использован дополнительный конструктивный элемент (шпонка), предназначенный для предотвращения их взаимного поворота. Чаще всего шпонка используется для передачи крутящего момента в соединении вала с зубчатым колесом или со шкивом, неподвижных по отношению друг к другу.
Однако возможны и другие соединения (подвижные), например, такие, в которых зубчатое колесо (блок зубчатых колес), полумуфта или другая деталь могут перемещаться в осевом направлении, а шпонка вместе с валом служит направляющей продольного перемещения и передает крутящий момент. Длинные направляющие шпонки обычно крепят к валу винтами.
Шпонки в подвижных соединениях могут быть закреплены на втулке и служат для передачи крутящего момента или для предотвращения поворота втулки в процессе ее перемещения вдоль неподвижного вала, как это сделано у кронштейна тяжелой стойки для измерительных головок типа микрокаторов. В этом случае направляющей является вал со шпоночным пазом.
В отличие от соединений «вал – втулка» с натягом, которые обеспечивают взаимную неподвижность деталей без дополнительных конструктивных элементов, шпоночные соединения являются разъемными. Они позволяют осуществлять разборку и повторную сборку конструкции с обеспечением того же эффекта, что и при первичной сборке. Поперечное сечение шпоночного соединения с призматической шпонкой представлено на рис. 20.
Рис. 20. Сечение шпоночного соединения с призматической шпонкой
Из рис. 20 видно, что для размещения шпонки необходимы соответствующие конструктивные элементы (в данном случае – пазы) на валу и во втулке. На поперечном сечении шпоночного соединения показаны три посадки: центрирующее соединение вал – втулка (Ø20 Н7/js6) и два соединения по ширине шпонки: шпонка – паз вала (6 N9/h9) и шпонка – паз втулки (6 Js9/h9).
В размерной цепи по высоте шпонки специально предусмотрен зазор по номиналу (суммарная глубина пазов втулки и вала больше высоты шпонки). Если призматическую шпонку с закругленными торцами закладывают в глухой паз на валу, по длине шпонки образуется соединение с нулевым гарантированным зазором Н15/h14 (на рисунке не показано).
Точность центрирования деталей в шпоночном соединении обеспечивается посадкой втулки на вал. Это гладкое цилиндрическое соединение, которое можно назначить с очень малыми зазорами или с небольшими натягами, следовательно, предпочтительно использование переходных посадок.
По форме шпонки разделяются на призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные. Сегментные и клиновые шпонки обычно используют в неподвижных соединениях. Призматические шпонки дают возможность получать как подвижные, так и неподвижные соединения. Основные размеры, характеризующие призматическое шпоночное соединение, показаны на рис. 21.
Размеры сечений шпонок и пазов стандартизованы и выбираются по соответствующим стандартам в зависимости от диаметра вала, а вид шпоночного соединения определяется условиями его работы. В стандартах на шпонки некоторых видов предусмотрены разные исполнения, например, призматические шпонки с двумя закругленными торцами, с одним закругленным торцом и с незакругленными торцами, сегментные шпонки «полные» и со срезанным краем сегмента.
Рис. 21. Основные размеры соединения c призматической шпонкой, где
h – высота шпонки; t1 – глубина паза вала; t2 – глубина паза втулки;
b – ширина шпонки и пазов втулки; d – диаметр сопряжения;
l – длина шпонки и паза вала
Длины призматических шпонок l по ГОСТ 23360-78 «Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки» выбирают из ряда: 6, 8, 10, 12, 14, 16,
18 и далее до 500 мм с полем допуска h14. Для длины L шпоночного паза установлено поле допуска Н15.
Предельные отклонения глубин пазов на валу t1 и во втулке t2 приведены в табл. 19.
Предельные отклонения глубин шпоночных пазов
| Высота шпонки h, мм | Предельные отклонения t1 и t2, мм |
| От 2 до 6 | ЕI = 0; ES = + 0,1 |
| Св. 6 до 18 | EI = 0; ЕS = + 0,2 |
| Св.18 до 50 | ЕI = 0; ES = + 0,3 |
Стандарт устанавливает следующие поля допусков размеров шпонок:
· высоты h h9, а при высоте h свыше 6 мм h11.
Стандартом установлены три вида шпоночных соединений (нормальное, свободное и плотное) и соответствующие поля допусков ширины шпоночных пазов (табл. 20).
Поля допусков ширины пазов в шпоночных соединениях
с призматическими шпонками
| Вид шпоночного соединения | Поле допуска ширины паза | |
| на валу | во втулке | |
| Свободное Нормальное Плотное | Н9 N9 Р9 | D10 Js9 Р9 |
Свободное соединение используют для обеспечения неответственных конструкций, а также для подвижных соединений со шпоночными соединениями, работающими как направляющие продольного перемещения. Нормальные шпоночные соединения применяют в большинстве изделий, если к ним не предъявляются особые функциональные требования. Плотное соединение назначают для предотвращения больших динамических нагрузок при выборке зазоров в соединениях по ширине шпонки с ударами. Такие условия работы встречаются в изделиях со старт-стопными режимами или с частым реверсированием направления вращения валов.
Для обеспечения качества шпоночного соединения, которое зависит от точности расположения пазов вала и втулки, назначают допуски симметричности и параллельности плоскости симметрии паза относительно плоскости, проходящей через ось посадочной цилиндрической поверхности. Допуски указывают в соответствии с ГОСТ 2.308-79 «Единая система конструкторской документации. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей».
Числовые значения допусков расположения определяют из соотношений:
где Тшп – допуск ширины шпоночного паза b;
Тпарал – допуск параллельности;
Тсим – допуск симметричности в диаметральном выражении.
Полученные расчетные значения допусков расположения округляют до стандартных по ГОСТ 24643.
Сегментные шпонки применяют, как правило, для передачи небольших крутящих моментов. Поля допусков ширины паза сегментного шпоночного соединения в зависимости от характера шпоночного соединения представлены в табл. 21.
Поля допусков ширины пазов в шпоночных соединениях
| Характер шпоночного соединения | Поле допуска ширины паза | |
| на валу | во втулке | |
| Нормальное | N9 | Js9 |
| Плотное | Р9 | Р9 |
Для термообработанных деталей допускаются предельные отклонения ширины паза вала по Н11, ширины паза втулки по D10.
Стандарт устанавливает поля допусков размеров шпонки по ширине b h9, по высоте h h11 и по диаметру D h12.
Шероховатость поверхностей шпоночного паза выбирается в зависимости от полей допусков размеров шпоночного соединения. Рекомендуемые значения параметров шероховатости поверхностей шпоночных пазов (Ra 3,2 или 6,3 мкм, не более) представлены в табл. 22.
Параметры шероховатости поверхности элементов
| Допуск размера по квалитетам | Номинальные размеры (мм) | |||
| до 18 | св. 18 до 50 | св. 50 до 120 | св. 120 до 500 | |
| Rа, мкм, не более | ||||
| IT 9 | 3,2 | 3,2 | 6,3 | 6,3 |
| IT 10 | 3,2 | 6,3 | 6,3 | 6,3 |
При назначении высотных параметров шероховатости поверхностей следует обратить внимание на согласованность их с наиболее жесткими допусками макрогеометрии (см. п. 2.2.7).
Видео:Как выбирать шероховатость поверхности? (от А до Я за 7 минут)Скачать
Шероховатости поверхностей шпоночного соединения
Шпоночное соединение – один из видов соединений вала со втулкой, в котором использован дополнительный конструктивный элемент (шпонка), предназначенный для предотвращения их взаимного поворота. Чаще всего шпонка используется для передачи крутящего момента в соединении вала с зубчатым колесом или со шкивом, неподвижных по отношению друг к другу.
Однако возможны и другие соединения (подвижные), например, такие, в которых зубчатое колесо (блок зубчатых колес), полумуфта или другая деталь могут перемещаться в осевом направлении, а шпонка вместе с валом служит направляющей продольного перемещения и передает крутящий момент. Длинные направляющие шпонки обычно крепят к валу винтами.
Шпонки в подвижных соединениях могут быть закреплены на втулке и служат для передачи крутящего момента или для предотвращения поворота втулки в процессе ее перемещения вдоль неподвижного вала, как это сделано у кронштейна тяжелой стойки для измерительных головок типа микрокаторов. В этом случае направляющей является вал со шпоночным пазом.
В отличие от соединений «вал – втулка» с натягом, которые обеспечивают взаимную неподвижность деталей без дополнительных конструктивных элементов, шпоночные соединения являются разъемными. Они позволяют осуществлять разборку и повторную сборку конструкции с обеспечением того же эффекта, что и при первичной сборке. Поперечное сечение шпоночного соединения с призматической шпонкой представлено на рис. 20.
Рис. 20. Сечение шпоночного соединения с призматической шпонкой
Из рис. 20 видно, что для размещения шпонки необходимы соответствующие конструктивные элементы (в данном случае – пазы) на валу и во втулке. На поперечном сечении шпоночного соединения показаны три посадки: центрирующее соединение вал – втулка (Ø20 Н7/js6) и два соединения по ширине шпонки: шпонка – паз вала (6 N9/h9) и шпонка – паз втулки (6 Js9/h9).
В размерной цепи по высоте шпонки специально предусмотрен зазор по номиналу (суммарная глубина пазов втулки и вала больше высоты шпонки). Если призматическую шпонку с закругленными торцами закладывают в глухой паз на валу, по длине шпонки образуется соединение с нулевым гарантированным зазором Н15/h14 (на рисунке не показано).
Точность центрирования деталей в шпоночном соединении обеспечивается посадкой втулки на вал. Это гладкое цилиндрическое соединение, которое можно назначить с очень малыми зазорами или с небольшими натягами, следовательно, предпочтительно использование переходных посадок.
По форме шпонки разделяются на призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные. Сегментные и клиновые шпонки обычно используют в неподвижных соединениях. Призматические шпонки дают возможность получать как подвижные, так и неподвижные соединения. Основные размеры, характеризующие призматическое шпоночное соединение, показаны на рис. 21.
Размеры сечений шпонок и пазов стандартизованы и выбираются по соответствующим стандартам в зависимости от диаметра вала, а вид шпоночного соединения определяется условиями его работы. В стандартах на шпонки некоторых видов предусмотрены разные исполнения, например, призматические шпонки с двумя закругленными торцами, с одним закругленным торцом и с незакругленными торцами, сегментные шпонки «полные» и со срезанным краем сегмента.
Рис. 21. Основные размеры соединения c призматической шпонкой, где
h – высота шпонки; t1 – глубина паза вала; t2 – глубина паза втулки;
b – ширина шпонки и пазов втулки; d – диаметр сопряжения;
l – длина шпонки и паза вала
Длины призматических шпонок l по ГОСТ 23360-78 «Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки» выбирают из ряда: 6, 8, 10, 12, 14, 16,
18 и далее до 500 мм с полем допуска h14. Для длины L шпоночного паза установлено поле допуска Н15.
Предельные отклонения глубин пазов на валу t1 и во втулке t2 приведены в табл. 19.
Предельные отклонения глубин шпоночных пазов
| Высота шпонки h, мм | Предельные отклонения t1 и t2, мм |
| От 2 до 6 | ЕI = 0; ES = + 0,1 |
| Св. 6 до 18 | EI = 0; ЕS = + 0,2 |
| Св.18 до 50 | ЕI = 0; ES = + 0,3 |
Стандарт устанавливает следующие поля допусков размеров шпонок:
· высоты h h9, а при высоте h свыше 6 мм h11.
Стандартом установлены три вида шпоночных соединений (нормальное, свободное и плотное) и соответствующие поля допусков ширины шпоночных пазов (табл. 20).
Поля допусков ширины пазов в шпоночных соединениях
с призматическими шпонками
| Вид шпоночного соединения | Поле допуска ширины паза | |
| на валу | во втулке | |
| Свободное Нормальное Плотное | Н9 N9 Р9 | D10 Js9 Р9 |
Свободное соединение используют для обеспечения неответственных конструкций, а также для подвижных соединений со шпоночными соединениями, работающими как направляющие продольного перемещения. Нормальные шпоночные соединения применяют в большинстве изделий, если к ним не предъявляются особые функциональные требования. Плотное соединение назначают для предотвращения больших динамических нагрузок при выборке зазоров в соединениях по ширине шпонки с ударами. Такие условия работы встречаются в изделиях со старт-стопными режимами или с частым реверсированием направления вращения валов.
Для обеспечения качества шпоночного соединения, которое зависит от точности расположения пазов вала и втулки, назначают допуски симметричности и параллельности плоскости симметрии паза относительно плоскости, проходящей через ось посадочной цилиндрической поверхности. Допуски указывают в соответствии с ГОСТ 2.308-79 «Единая система конструкторской документации. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей».
Числовые значения допусков расположения определяют из соотношений:
где Тшп – допуск ширины шпоночного паза b;
Тпарал – допуск параллельности;
Тсим – допуск симметричности в диаметральном выражении.
Полученные расчетные значения допусков расположения округляют до стандартных по ГОСТ 24643.
Сегментные шпонки применяют, как правило, для передачи небольших крутящих моментов. Поля допусков ширины паза сегментного шпоночного соединения в зависимости от характера шпоночного соединения представлены в табл. 21.
Поля допусков ширины пазов в шпоночных соединениях
| Характер шпоночного соединения | Поле допуска ширины паза | |
| на валу | во втулке | |
| Нормальное | N9 | Js9 |
| Плотное | Р9 | Р9 |
Для термообработанных деталей допускаются предельные отклонения ширины паза вала по Н11, ширины паза втулки по D10.
Стандарт устанавливает поля допусков размеров шпонки по ширине b h9, по высоте h h11 и по диаметру D h12.
Шероховатость поверхностей шпоночного паза выбирается в зависимости от полей допусков размеров шпоночного соединения. Рекомендуемые значения параметров шероховатости поверхностей шпоночных пазов (Ra 3,2 или 6,3 мкм, не более) представлены в табл. 22.
Параметры шероховатости поверхности элементов
| Допуск размера по квалитетам | Номинальные размеры (мм) | |||
| до 18 | св. 18 до 50 | св. 50 до 120 | св. 120 до 500 | |
| Rа, мкм, не более | ||||
| IT 9 | 3,2 | 3,2 | 6,3 | 6,3 |
| IT 10 | 3,2 | 6,3 | 6,3 | 6,3 |
При назначении высотных параметров шероховатости поверхностей следует обратить внимание на согласованность их с наиболее жесткими допусками макрогеометрии (см. п. 2.2.7).
Пример расчёта посадок шпоночного соединения.
Условия могут быть представлены в виде задачи с указанием основных параметров и вида соединения. Если параметры шпоночного соединения представлены на чертеже общего вида, там же в технических требованиях может быть указан вид соединения. При отсутствии таких указаний вид шпоночного соединения разработчик чертежей выбирает самостоятельно, исходя из функционирования изделия.
Рассмотрим пример расчета соединения зубчатого колеса и вала (см. рис. 15) с использованием призматической шпонки по ГОСТ 23360 (для вала Ø34 мм b × h = 10 × 8 мм, длина шпонки l = 25 мм). Условное обозначение:
Шпонка 10×8×25 ГОСТ 23360-78.
Так как к заданному узлу не предъявляются особые требования, выбираем для посадки шпонки нормальное соединение.
📸 Видео
Как нарезать шпоночный паз без станков !!!Скачать
Шероховатость поверхности Основные понятия и определениеСкачать
Шпоночная стальСкачать
Шероховатость. Ясно и понятно.Скачать
Шпоночный паз больше не проблемаСкачать
Допуски и посадки для чайников и начинающих специалистовСкачать
Паз шпоночный. Способ колхозный.Скачать
Разбираем чертеж детали ➤ Технические требования ➤ Допуски и посадки размеровСкачать
Чтение чертежа, Шкив. Допуски. Посадки. Квалитет. Шероховатость по чертежу, классы чистоты.Скачать
Шпоночные и шлицевые соединенияСкачать
Внутренний шпоночный паз без долбежного станка.Скачать
Шлицевые и шпоночные соединения в машиностроенииСкачать
Лекция 8 Шероховатость поверхностиСкачать
Шпоночный пазСкачать
Как определить шероховатость поверхности Анализ требований рабочего чертежа деталиСкачать
Ремонт разбитого шпоночного паза металлонаполненным составом повышенной твердости Loctite 3478.Скачать
шпонкиСкачать
Долбим шпонпаз в бронзе, ремонтируем штурвал!Скачать
