Клиновые шпонки. 
Метрология, стандартизация и сертификация

Размеры шпонок, сечения пазов, допуски и посадки соединений с клиновыми шпонками регламентируются ГОСТ 24 068–80 «Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с клиновыми шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки» .

Эти соединения аналогичны призматическим с тем отличием, что шпонка изготавливается в виде клина с уклоном 1:100. Осевым перемещением шпонки обеспечивается соединение вала и втулки. Точность клиновых шпонок устанавливается теми же полями допусков, что и для призматических (А9 для Ь, И I для И и ¿14 для /). Требование в отношении точности ширины паза у вала и втулки нормируется одним полем допуска О. Требование к углу наклона нормируется предельными отклонениями ±Л Л0/2. Посадки для сопряжений с клиновыми шпонками не нормируются, так как соединение осуществляется осевым смешением шпонки, т. е. имеет место регулируемая посадка с натягом.

На рис. 5.32 приведено шпоночное соединение с клиновыми шпонками.

Предусмотрено четыре исполнения клиновых шпонок (рис. 5.33, а-г).

Условное обозначение клиновой шпонки состоит из размеров ЬхИх! и номера ГОСТа. Например, шпонка с размерами 6=18 мм, //=11 мм и / = 100 мм в исполнении 1:

Шпонка 18 х Их 100 ГОСТ 24 068–80, то же, в исполнении 2:

Шпонка 2- 18х Их 100ГОСТ24 068−80.

Нанесение размеров на чертежах шпоночных соединений

Применяют три способа нанесения размера глубины паза на валу: от противоположной расположению паза крайней точки диаметра вала (рис. 5.34, а); от ближайшей к пазу кромки цилиндрической поверхности вала (рис. 5.34, 6) от крайней точки диаметра, лежащей на оси симметрии паза (рис. 5.34, в).

С точки зрения контроля наиболее правильна третья схема. На рис. 5.34 приведены примеры нанесения размеров на валу (рис. 5.34, в, д), во втулке (рис. 5.34, г, е) и в сборе (рис. 5.34, ж).

Шлицевые соединения

Шлицевые соединения имеют значительные преимущества перед шпоночными по прочности, которая обусловлена следующими причинами: число элементов, передающих крутящий момент, больше, а силы, действующие на элементы, соответственно меньше; концентрация напряжений у основания шлицев меньше, чем в пазах шпоночного соединения.

В машиностроении применяют шлицы прямобочные (рис. 5.35, а), эвольвентные (рис. 5.35, б); треугольные (рис. 5.35, в) и трапецеидальные (рис. 5.35, г).

Прямобочные шлицевые соединения

Размеры и допуски прямобочных шлицевых соединений регламентируются ГОСТ 1139–80 «Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шлицевые прямобочные. Размеры и допуски» .

'Этот ГОСТ распространяется на шлицевые соединения общего назначения с прямобочным профилем зубьев, расположенных параллельно оси соединения, и с боковыми сторонами профиля, параллельными оси симметрии шлица вне окружности диаметра. Он предусматривает три серии шлицевых соединений: легкую (наружный диаметр 0 = 26−120 мм с числом зубьев в зависимости от диаметра г= 6; 8; 10), среднюю (0= 14−125 мм, г = 6; 8; 10) и тяжелую (0 = 20−125 мм, г — Ю; 16; 20), различающихся между собой размерами и числом шпицев.

Основное применение имеют соединения легкой и средней серий. Соединения тяжелой серии применяют преимущественно в тяжелых по износу условиях. Размеры прямобочных шлицевых соединений и их исполнение (по ГОСТ 1139–80) покатаны на рис. 5.36.

Шлице вое соединение отличается от гладкого тем, что сопряжение осуществляется одновременно по трем поверхностям: наружной, внутренней и по боковым сторонам шлицев. В связи с этим в шлицевых прямобочных соединениях применяются три способа относительного центрирования вала и втулки (совмещения осей вала и втулки): по наружному диаметру (О) (рис. 5.37, а), по внутреннему диаметру (с!) (рис. 5.37, б, в) и по боковым поверхностям зубьев (Ь) (рис. 5.37, г).

Центрирование, но наружному диаметру О рекомендуется в случаях повышенных требований к соосности элементов соединения, когда.

твердость втулки допускает обработку чистовой протяжкой, а вал обрабатывается фрезерованием и шлифованием по наружному диаметру О. Нецентрируюшие диаметры выполняют: йх — по Н 1, размер й — не менее йх. По внутренней поверхности соединения остается зазор с. Применяется в неподвижных соединениях, а также в подвижных соединениях, передающих малый крутящий момент, т. е. в соединениях с малым износом поверхностей.

ГОСТ 1139–80 предусмотрены следующие посадки при центрировании по наружному диаметру (табл. 5.22).

Посадки по боковым сторонам шлицев при этом должны соответствовать приведенным в табл. 5.23.

Центрирование по внутреннему диаметру (I применяют при повышенных требованиях к совпадению геометрических осей, когда охва;

5.22. Посадки центрирующего диаметра

ты вне мая деталь подвергается термообработке до твердости НЯС3 > 40. Исправить коробление детали, полученное при термообработке, и получить точную центрирующую поверхность можно только шлифованием внутреннего диаметра отверстия, а точные поверхности на валу — только шлифованием впадин между шлицами профильными кругами.

5.23. Посадки по боковым сторонам шлицев b

Обычно при этом шлифуются и боковые грани шлицев. Нецентрирующие диаметры выполняют: Д — по #12, О — по а. По наружной поверхности образуется зазор с. Этот способ центрирования обеспечивает наибольшую точность.

ГОСТ 1139–80 предусмотрены следующие посадки при центрировании по внутреннему диаметру (табл. 5.24).

5.24. Посадки центрирующего диаметра d

Посадки по боковым сторонам шлицев должны соответствовать приведенным в табл. 5.25.

Центрирование, но боковым поверхностям Ь используется, когда к соосности не предъявляют высоких требований, при передаче значительных моментов, в случаях, когда недопустимы большие зазоры между боковыми поверхностями вала и втулки.

Боковые грани шлицев вала обычно шлифуют. У основания шлицев предусматривают канавки (рис. 5.37, в). Центрирование по боковым граням применяется также в тех случаях, когда окончательная твердость втулки #ДСЭ < 40, т. е. когда протягивание может служить окончательной операцией обработки отверстия.

5.25. Посадки по боковым сторонам шлицев b

Диаметры выполняют: Д — по #12, О и й — по, а 11, йх — по #1 1 По наружной и внутренней поверхностям соединения образуются зазоры с (рис. 5.37, г).

ГОСТ 1139–80 предусмотрены следующие посадки при центрировании по боковым сторонам шлицев (табл. 5.26).

5.26. Посадки по боковым сторонам шлицев

Поля допусков нецентрируюших диаметров должны соответствовать табл. 5.27.

5.27. Поля допусков не центрирующих диаметров

Условные обозначения шлицевыхсоединений вала и втулки

Для шлицевого соединения с параметрами г = 8, й = 36 мм, О = 40 мм, Ь = 7 мм, с центрированием по внутреннему диаметру а" .

Пример обозначения втулки для этого соединения:

Для этого же соединения при центрировании по наружному диаметру О.

Пример обозначения втулки для этого соединения:

При центрировании по боковым сторонам шлицев Ь.

Пример обозначения втулки для этого соединения:

Как следует из приведенных примеров, ГОСТ допускает не указывать в обозначениях допуски нецентрируюших диаметров.