Базирующая шпонка устанавливается в стол станка по посадке 10 p9 h9

Обновлено: 07.07.2024

ГОСТ 29175-91
(ИСО 2491-74)

Основные нормы взаимозаменяемости

ШПОНКИ ПРИЗМАТИЧЕСКИЕ НИЗКИЕ И ШПОНОЧНЫЕ ПАЗЫ

Размеры и допуски

Thin parallel keys and their corresponding keyways.
Dimensions and tolerances

Дата введения 1994-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Всесоюзным научно-исследовательским институтом экспертизы общесоюзных стандартов

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартизации и метрологии СССР от 19.12.91 N 1999

Настоящий стандарт разработан методом прямого применения международного стандарта ИСО 2491-74 "Шпонки призматические тонкие и шпоночные пазы (размеры в миллиметрах)" с дополнительными требованиями, отражающими потребности народного хозяйства

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, приложения

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 2004 г.

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Настоящий стандарт устанавливает размерные характеристики низких призматических шпонок (далее - шпонки) и соответствующих им шпоночных пазов на валу и во втулке.

Стандарт устанавливает требования к материалу, из которого изготавливают шпонки, и указывает соотношение между диаметром вала и сечением шпонки.

Дополнительные требования, необходимые для потребностей народного хозяйства, приведены в приложении.

Требования пп.1-10 и приложения являются обязательными.

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Стандарт применяют в основном для цилиндрических концов валов.

Рекомендуется придерживаться указанных размеров и для других случаев применения.

Шпонки применяют для таких специальных случаев, как, например, установка их в тонкостенных деталях. В обычных случаях и если требуется передать достаточно большое усилие, следует применять призматические шпонки и соответствующие им пазы по ГОСТ 23360.

3. ФОРМА, РАЗМЕРЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ШПОНОК

- ширина; - высота; - фаска; - длина

* Фаски снимают только на продольных кромках и на закругленных концах шпонок, остальные кромки притупляют.

** Длины шпонок выбирают из ряда: 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 и 400 мм.

4. МАТЕРИАЛ

Сталь, имеющая временное сопротивление разрыву 590 Н/мм (60 кгс/мм), если по соглашению заинтересованных сторон не установлены другие значения.

5. ФОРМА, РАЗМЕРЫ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ПАЗОВ ШПОНОК

Посадки и предельные отклонения

Плотная посадка Вал и втулка Р9

* Соотношение между диаметром вала и сечением шпонки должно строго соблюдаться.

** Глубина шпоночных пазов на валах и во втулках устанавливается прямым измерением или измерением размеров () и (). Предельные отклонения, применимые к и , относятся и к двум составным размерам () и (), но знак предельного отклонения, данный в таблице для , должен быть изменен на обратный. Глубина шпоночных пазов не должна измеряться от бокового угла паза. Предельные отклонения размеров и приблизительно соответствуют полю допуска К12, который получается, если высоту шпонки принять за номинальный размер.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ШПОНКАМ И ШПОНОЧНЫМ ПАЗАМ,
НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПОТРЕБНОСТЕЙ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА

1. Стандарт не распространяется на соединения, спроектированные до введения в действие настоящего стандарта.

Стандарт не распространяется на шпоночные соединения, собираемые подгонкой или подбором шпонок.

2. Наименьшая фаска шпонки, указанная в табл.1, дана для ответственных шпоночных соединений.

Наиболее распространены призматические шпонки, устанавливаемые в пазу вала по посадкам с натягом Р9/h9 ( врезные шпонки ) или по посадке Js9/h9 ( закладные шпонки ). Шпонки входят в паз ступицы так, что между верхней гранью шпонки и днищем паза оставляют зазор s (рис. 557, а).

Рекомендуются следующие посадки по боковым граням паза ступицы: с зазором (H9/h9 — для центрирующих соединений; D9/h9 — подвижных соединений) или переходные и с натягом (Js9/h9, N9/h9, P9/h9 для циклически нагруженных соединений).

Ступицы сажают на вал обычно по посадке Н7/h6; в соединениях, подвергающихся циклическим нагрузкам; предпочтительны посадки H7/js6, Н7/k6, Н7/m6, Н7/n6, Н7/р6.

Действующий на соединение крутящий момент вызывает напряжения среза в теле шпонки и напряжения смятия на боковых гранях шпонки (вид а). Преобладающее значение для прочности и устойчивости соединения имеет изгибающий момент М_изг, стремящийся вывернуть шпонку из паза вала.

Для увеличения прочности заделки целесообразно применять посадку P9/h9 в вале и увеличивать глубину установки шпонки в вал (вид б). Шпонки шириной b > 10 мм крепят в пазу вала винтами с порезной головкой (вид в) или винтами с внутренним шестигранником.

Для повышения сопротивления усталости вала на участке, ослабленном шпоночным пазом, применяют обчеканку шпонок по контуру (виды г, д).

Рабочие грани пазов ступицы и вала обрабатывают в рядовых соединениях до параметра шероховатости Ra = 3,2 мкм, в ответственных — до Ra = 2,5 мкм, днища пазов — до Ra = 6,3 мкм.

Пазы в ступице выполняют долблением или протягиванием одношлицевой протяжкой, на валу — фрезерованием пальцевой (рис. 558, а) или дисковой (рис. 558, б) фрезой.

Фрезерование дисковой фрезой производительнее и обеспечивает более высокую точность и малую шероховатость боковых граней паза. Однако при этом способе увеличиваются осевые размеры шпоночного соединения, особенно в соединениях с упорными буртиками (рис. 559, а, б), а при заданных габаритах сохраняется длина шпонки. Кроме того, необходима фиксация шпонки в осевом направлении.

Наиболее распространен способ фрезерования пальцевыми фрезами.

Во избежание пригонки торцов шпонок длину l’ паза делают на 0,5—1 мм больше длины l шпонки (рис. 560, а).

Пазы не доводят до ближайших ступенек на расстояние s = 2—3 мм для валов диаметром менее 30 мм, а для валов большего диаметра — на 4—5 мм. Врезание пазов в ступеньку увеличивает концентрацию напряжений. В концевых установках величину s' (рис. 560) принимают на 1—2 мм больше s с целью увеличения прочности перемычки.

Диаметр резьбы Dр (рис. 560, б), как обычно в ступичных соединениях, делают на 0,5—2 мм меньше диаметра D вала.

Высоту (а) упорной ступеньки, учитывая, что упор происходит почти по полной кольцевой поверхности, достаточно делать равной 2—4 мм.

В концевых установках целесообразно прорезать шпоночный паз на выход в торец вала (рис. 561).

При этом сокращаются осевые габариты соединения и увеличивается рабочая длина шпонки, особенно если хотя бы один торец шпонки плоский.

В затяжных соединениях шпонку фиксируют в осевом направлении шайбой и гайкой (вид а).

Неизбежное в затяжных конструкциях прорезание резьбы шпоночным пазом не сказывается отрицательно на работе резьбы. Паз в резьбе обычно используют под отгибную лапку стопорной шайбы m. Необходимо только, чтобы расстояние (е) между днищем паза и внутренним диаметром резьбы (вид б) было достаточно для размещения лапки.

Из рис. 561, б имеем

где D и Dр — соответственно диаметры вала и резьбы, t — глубина шпоночного паза; h — высота резьбы гайки; е — зазор, необходимый для размещения усика.

Из уравнения (131) получаем

Величина h для метрической резьбы h ≈ 0,7s (s — шаг резьбы). При обычной толщине стопорной шайбы 0,5—1 мм минимальный зазор e_min можно принять равным 2 мм. Подставляя эти значения в уравнение (132), получаем

Кроме того, должно быть соблюдено условие Dp Шпонки увеличенной высоты применяют для повышения прочности заделки шпонки в вале, а также в тех случаях, когда ступица выполнена из мягкого материала (чугун) с целью уменьшения напряжений смятия на рабочих гранях паза.

Размеры высоких призматических шпонок согласно ГОСТ 10748—79 приведены в табл. 9.

- основы повышения качества продукции.
Каждый правильный ответ блока А и Б оценивается 1 баллом, неправильный – 0 баллов (всего 84 балла).

Максимальный балл работы составляет 384 балла.
Практическое задание для оценки сформированной умений :

- Выполнить расчет соединений деталей полученные данные расчетов занести в маршрутный лист

В соединение деталей приспособления производят установку рычага в вилку со свободной осью по посадке Ø13 

Для посадки Ø13   по ГОСТ 25346-89

б) предельные размеры отверстия и вала;

в) S_max и S_min данного соединения;

г) допуск посадки (сначала подсчитать через S_max и S_min а затем проверить через допуски на изготовление отверстия и вала)

д) выполнить графическое изображение полей допусков данного соединения в масштабе, 1:1000 на котором показать их отклонения, предельные размеры и величины S_max и S_min
2 вариант

Установка цилиндрического фиксатора в корпусе делительного устройства приспособления производят по посадке Ø28

б) предельные размеры отверстия и вала;

в) S_max и N_max данного соединения;

г) допуск посадки (сначала подсчитать через S_max и N_max а затем проверить через допуски на изготовление отверстия и вала)

д) выполнить графическое изображение полей допусков данного соединения в масштабе, 1:1000 на котором показать их отклонения, предельные размеры и величины S_max и N_max
3 вариант

В корпус приспособления запрессовывают направляющую втулку для Г-образного прихвата по посадке Ø36

а) принятую систему данного соединения;

б) предельные размеры отверстия и вала;

в) N_max и N_min данного соединения;

г) допуск посадки (сначала подсчитать через N_max и N_min а затем проверить через допуски на изготовление отверстия и вала)

д) выполнить графическое изображение полей допусков данного соединения в масштабе, 1:1000 на котором показать их отклонения, предельные размеры и величины N_max и N_min
4 вариант

Установка рычага на опорное ушко осуществляется по посадке Ø10  

а) принятую систему данного соединения;

б) предельные размеры отверстия и вала;

в) S_max и S_min данного соединения;

г) допуск посадки (сначала подсчитать через S_max и S_min а затем проверить через допуски на изготовление отверстия и вала)

д) выполнить графическое изображение полей допусков данного соединения в масштабе, 1:1000 на котором показать их отклонения, предельные размеры и величины S_max и S_min
5 вариант

Базирующая шпонка устанавливается в стол станка по посадке 10

а) принятую систему данного соединения;

б) предельные размеры отверстия и вала;

в) N_max и N_min данного соединения;

г) допуск посадки (сначала подсчитать через N_max и N_min а затем проверить через допуски на изготовление отверстия и вала)

• 
  Экзаменационный билет
  

• 
  Тестовое задание (приложение 1);
  

Эталон выполнения задания

Для посадки Ø13 по ГОСТ 25346-89 находим верхние и нижние отклонения для вала и для отверстия.

а) Данное соединение выполняется в системе отверстия (СА), т.к. поле допуска отверстия находится над нулевой линией и направлено в сторону увеличения размера, а посадка получается за счет изменения отклонений вала.

б) Определить предельные размеры отверстия Ø130 +0,110

D_max = D_H + ES = 13+0,110 =13,110 мм

TD = D_max – D_min =13,110 -13=0,110 мм

Определить предельные размеры вала Ø 130 d10  

d_max =d_H + es =13+(-0,050) =12,950мм

d_min = d_H +ei =13 +(-0,120) =12,880 мм

Тd = d_max - d_min = 12,950 – 12,880 =0,070мм

Схема полей допусков

Определить характерные зазоры

S_max =D_max – d_min =13,110 – 12,880 =0,230 мм

S_min = D_min – d_max =13 -12,950 =0,050 мм

Определить допуск посадки двумя способами

ТП =TD + Td =0,110 +0,070 =0,180 мм

TS = S_max - S_min =0,230-0,050 =0,180 мм

Шпоночное соединение - один из видов соединений вала со втулкой с использованием дополнительного конструктивного элемента (шпонки), предназначенной для предотвращения их взаимного поворота. Чаще всего шпонка используется для передачи крутящего момента в соединениях вращающегося вала с зубчатым колесом или со шкивом, но возможны и другие решения, например - защита вала от проворачивания относительно неподвижного корпуса.
Более подробно о видах шпоночных соединений здесь.

В отличие от соединений с натягом, которые обеспечивают взаимную неподвижность деталей без дополнительных конструктивных элементов, шпоночные соединения – разъемные. Они позволяют осуществлять разборку и повторную сборку конструкции с обеспечением того же эффекта, что и при первичной сборке.

По форме шпонки разделяются на призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные. Призматические шпонки дают возможность получать как подвижные, так и неподвижные соединения. Сегментные шпонки и клиновые шпонки, как правило, служат для образования неподвижных соединений. Форма и размеры сечений шпонок и пазов стандартизованы и выбираются в зависимости от диаметра вала, а вид шпоночного соединения определяется условиями работы соединения.

Рис. 1. Виды исполнений призматических шпонок (вид сверху)

Шпоночное соединение включает в себя минимум три посадки: вал-втулка (центрирующее сопряжение) шпонка-паз вала и шпонка-паз втулки.
Точность центрирования деталей в шпоночном соединении обеспечивается посадкой втулки на вал. Это обычное гладкое цилиндрическое сопряжение, которое можно назначить с очень малыми зазорами или натягами, следовательно – предпочтительны переходные посадки.

Возможно еще одно сопряжение – по длине шпонки, если призматическую шпонку с закругленными торцами закладывают в глухой паз на валу.

Глубина паза у вала под шпонку задается размером l , (предпочтительно) или d-t₁ , глубина паза у отверстия под шпонку - размером t₂ или D+t₂ (рис. 2).

Рис. 2. Параметры шпоночного соединения

Размеры шпонок изготавливаются: по ширине b шпонки (рис. 2) с полем допуска h9 , по высоте h шпонки с полем допуска h11 (при высоте шпонки 2 . 6 мм - по B9 ), по длине l шпонки с полем допуска h14 .
Такое назначение полей допусков на размеры призматических шпонок делает возможным их централизованное изготовление независимо от посадок.

Все виды шпоночных соединений образуются в системе вала. Вид соединения выбирается в зависимости от его функционального назначения с учетом технологии сборки. Для предпочтительного применения стандартом предусмотрено три вида соединения (рис. 3):

• Свободное - соединение с гарантированным зазором для возможности перемещения втулки вдоль вала со шпонкой. Соединение подвижное. Для ширины паза на валу задается поле допуска Н9 , для ширины паза втулки - Z10 .
• Нормальное - соединение с переходной посадкой, с большей вероятностью в получении зазора, не требующее частых разборок. Соединение неподвижное. Для ширины паза на валу задается поле допуска N9 , для ширины паза втулки - J9 .
• Плотное - соединение с переходной посадкой, с приблизительно равной вероятностью получения зазоров и натягов, применяющееся при редких разборках и реверсивных нагрузках. Соединение неподвижное. Для ширины паза вала и втулки задается одно поле допуска H9 .

Стандартом установлены поля допусков по ширине шпонки и шпоночных пазов b для свободного, нормального и плотного соединений.
Длина пазов вала и отверстия под шпонку изготавливается с полем допуска Z15 , глубина пазов вала и отверстия - с полем допуска Z12 .
К местам установок шпонок предъявляются дополнительные требования по расположению поверхностей.

Допуски и посадки шлицевых соединений

Основные параметры шлицевых соединений

Шлицевые соединения, как и шпоночные, предназначены для передачи крутящих моментов в соединениях шкивов, муфт, зубчатых колес и других деталей с валами.
В отличие от шпоночных соединений, шлицевые соединения, кроме передачи крутящих моментов, осуществляют еще и центрирование сопрягаемых деталей. Шлицевые соединения могут передавать большие крутящие моменты, чем шпоночные, и имеют меньшие перекосы и смещения пазов и зубьев.
Более подробно о видах шлицевых соединений здесь.

В зависимости от профиля зубьев шлицевые соединения делят на соединения с прямобочным, эвольвентным и треугольным профилем зубьев.

Шлицевые соединения с прямобочным профилем зубьев применяются для подвижных и неподвижных соединений. К основным параметрам относятся:

• D – наружный диаметр;
• d – внутренний диаметр;
• b – ширина зуба.

По ГОСТ 1139-80* в зависимости от передаваемого крутящего момента установлено три типа соединений – легкой, средней и тяжелой серии.

В шлицевых соединениях с прямобочным профилем зуба применяют три способа относительного центрирования вала и втулки (рис. 3):

Рис. 3. Способы относительного центрирования шлицевых соединений

Центрирование по наружному и внутреннему диаметрам обеспечивает хорошую соосность деталей при взаимном перемещении. Но центрирование по наружному диаметру, кроме того, применяют и для неподвижных соединений, поскольку в них отсутствует износ от осевых перемещений.

Центрирование по D рекомендуется при повышенных требованиях к соосности элементов соединения, когда твердость втулки не слишком высока и допускает обработку чистовой протяжкой, а вал обрабатывается фрезерованием и шлифуется по наружному диаметру D .
Применяется такое центрирование в подвижных и неподвижных соединениях.

Центрирование по внутреннему диаметру d применяется в тех же случаях, что и центрирование по D , но при твердости втулки, не позволяющей обрабатывать ее протяжкой. Такое центрирование является наименее экономичным.

Центрирование по боковым сторонам зубьев b используют, когда не требуется высокой точности центрирования, при передаче значительных крутящих моментов.
Способ центрирования по боковым поверхностям зубьев b целесообразно, также, применять при передаче знакопеременных нагрузок больших крутящих моментов, а также реверсивном движении.
Этот метод способствует более равномерному распределению нагрузки между зубьями, но не обеспечивает высокой точности центрирования. Применяется реже, так как при этом требует точной обработки шлицевого вала и впадин шлицевой втулки, которая может быть обеспечена у вала шлифованием зубьев, а у втулки только протягиванием отверстия. Применяется, если нужна высокая прочность, а точность центрирования не имеет существенного значения, - например карданные сочленения.

Выбор допусков и посадок шлицевых соединений

В основу построения допусков и посадок шлицевых соединений положена система, обеспечивающая сокращение дорогостоящего инструмента для обработки шлицевых отверстий - протяжек. Поэтому посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем зуба строятся по системе отверстия (рис. 4).

Рис. 4. Поля допусков шлицевых соединений

Отклонение размеров профиля отверстия и вала отсчитываются от номинальных размеров диаметров D и d и ширины зуба b .
Для обеспечения собираемости шлицевых деталей предусматриваются гарантированные зазоры между боковыми сторонами зубьев и впадин, а также между не центрируемыми поверхностями. Эти зазоры компенсируют погрешности профиля и расположения шлицев вала и впадин втулки.
Поля допусков шлицевых соединений с прямобочным профилем располагаются в зависимости от центрирующего элемента.

Прямобочные шлицевые соединения, как правило, контролируются комплексными проходными калибрами. При этом поэлементный контроль осуществляется непроходными калибрами или измерительными приборами.
В спорных случаях контроль с применением комплексного калибра является решающим.
При использовании комплексных калибров отверстие считается годным, если комплексный калибр-пробка проходит, а диаметры и ширина паза не выходят за установленные верхние пределы; вал считается годным, если комплексный калибр-кольцо проходит, а диаметры и толщина зуба не выходят за установленный нижний предел.

Обозначение на чертежах прямобочных шлицевых соединений валов и втулок должно содержать:

• букву, соответствующую поверхности центрирования;
• число зубьев и номинальные размеры d , D и b соединения, вала и втулки;
• символы полей допусков или посадок диаметров, а также размера b , помещенные после соответствующих размеров.

В обозначении можно не указывать допуски нецентрирующих диаметров.

Допуски и посадки эвольвентных шлицевых соединений

Для повышения долговечности соединений, улучшения центрирования и упрощения фрезерования (применения метода обката одной червячной фрезой при нарезании шлицев одного модуля, но разных чисел зубьев и диаметров) используются шлицевые соединения с эвольвентным профилем зуба.

Однако при закаленных валах и втулках шлицевание зубьев с эвольвентным профилем невыгодно. Кроме того, стоимость протяжки при чистовой обработке выше, чем для зубьев с прямобочным профилем.

Основными преимуществами эвольвентных шлицевых соединений по сравнению с прямобочными являются:

• более равномерное распределение нагрузки на зубе;
• высокая прочность;
• возможность обеспечения повышенной точности, обусловленная высокой точностью червячной модульной фрезы.

На эти соединения распространяется ГОСТ 6033-80, устанавливающий исходный контур; угол наклона профиля зуба - 30°; форму зуба; номинальные диаметры D = 4. 500 мм; модули т = 0,5. 10 мм; число зубьев z = 64. 82; номинальные размеры элементов и измерительные величины по боковым поверхностям зубьев, а также допуски и посадки.

В шлицевых эвольвентных соединениях втулку относительно вала центрируют по:

• боковым поверхностям зубьев - этот способ получил наибольшее распространение, так как достигается хорошая соосность (в отличие от прямобочных соединений);
• наружному диаметру - этот способ используется, когда необходима высокая точность вращения деталей, сидящих на шлицевом валу;
• внутреннему диаметру - этот способ центрирования используется редко из-за технологических трудностей, в том числе из-за малых опорных площадок по впадинам зубьев.

• номинальный исходный диаметр соединения D ;
• диаметр окружности впадин втулки D_f
• диаметр окружности вершин зубьев втулки Da
• модуль m ;
• толщина шлица вала s и ширина впадины втулки е (как правило, s = е);
• диаметр окружности вершин зубьев вала d_a ;
• диаметр окружности впадин вала d_f
• смещение исходного контура шлицев х_m .

Допуски и посадки при центрировании по боковым поверхностям зубьев эвольвентных соединений имеют особенность, состоящую в том, что на сопрягаемые размеры толщины зубьев вала s и ширины втулки е установлены два вида допусков:

• допуск Тs = Те собственно размеров s и е ;
• суммарный допуск Т , включающий в себя как отклонения размеров s и e , так и отклонение формы и расположения поверхностей профиля зубьев вала и впадин втулки.

Введение таких допусков связано с особенностями контроля шлицевых соединений комплексными калибрами. Величина этих допусков определяется числами - степенями точности, а их расположение относительно номинального размера ( s = е ) на дуге делительной окружности - основными отклонениями.

Контроль размеров шлицевых соединений

Для контроля размеров шлицевой втулки и шлицевого вала применяют поэлементные и шлицевые комплексные калибры. Калибры для контроля внутреннего диаметра втулки и наружного диаметра вала не отличаются от гладких калибров-пробок и калибров-скоб.

Для контроля наружного диаметра D и толщины b зуба вала применяют специальные предельные калибры: листовые двусторонние пробки, неполные пробки, пазовые калибры, калибры-скобы и калибры - скобы для контроля толщины зубьев. Широко применяются комплексные шлицевые калибры, которыми контролируют не только размеры шлицевых валов и втулок, но и отклонения формы и расположения поверхностей.

Читайте также:

  
• Заполните алгоритм обработки сушеных грибов
  
• Почему при сушке петрушка желтеет
  
• Дейция посадка и уход в открытом грунте
  
• Почему зеленый сочный лист сорванный с растущего побега начинает быстро увядать
  
• Почему мхи образуют болота