Справочник конструктора-машиностроителя. Цилиндрические и конические концы валов.

Цилиндрические и конические концы валов

Цилиндрические и конические концы валов (по ГОСТ 12080-66, ГОСТ 12081-72)

Вышеприведенные стандарты распространяются на цилиндрические и конические (с конусностью 1 : 10) выходные концы валов, передающие вращающий момент.

Цилиндрические и конические концы валов предусматриваются двух исполнений: 1 - длинные, 2 - короткие.

2. Основные размеры цилиндрических концов валов, мм

Диаметр d		Поле допуска	Длина l		r	с
Ряд1	Ряд 2		Исполнение
Ряд1	Ряд 2		1	2
6; 7 8; 9 10; 11 12; 14 16; 18 20; 22 25; 28	- - - - 19 24 - 30	j6	16 20 23 30 40 50 60 80	- - 20 25 28 36 42 58	0,4 0,6 0,6 1,0 1,0 1,6 1,6 2,0	0,2 0,4 0,4 0,6 0,6 1,0 1,0 1,6
32; 36 40; 45; 50	8 42;48	k6	80 110	58 82	2,0 2,0	1,6 1,6
55 60; 70	53 63; 65; 75	m6	110 140	82 105	2,5 2,5 2,5	2,0 2,0 2,0
80; 90 100; 110; 125	85; 95 105; 120		170 210	130 165	3,0 3,0 3,0	2,5 2,5 2,5
140 160; 180	130;150 170		250 300	200 240	4,0 4,0	3,0 3,0

ГОСТ 12080—66 предусматривает d= 0,8 ... 5 мм и d₁= 200 ... 630 мм. Ряд 1 диаметров является предпочтительным. Допускается принимать поле допуска цилиндрических концов валов диаметром до 30 мм - k61(6, а более 120 мм - г6.

3. Основные размеры конических концов валов, мм

Диаметр d		/		/₁		d₁	d₂	/₂
Ряд1	Ряд 2	Исполнение
Ряд1	Ряд 2	1	2	1	2
б; 7 8; 9 10; 11 12; 14	- - - -	16 20 23 30	-	10 12 15 18	-	М4 М6 М6 М8х1	- - - М4	- - - 8
16 18	- 19	40	28	28	16	М10х1,25	М4 М5	8 10
20; 22 25; 28 30-35 * 36 -	24 - - - 38	50 60 80 80 80	36 42 58 58 58	36 42 58 58 58	22 24 36 36 36	М12х1,25 М16х1,5 М20х1,5 М20х1,5 М24х2	Мб М8 М10 М12 М12	12 16 20 24 24
40 45 50 56	42 48 - 55	110	82	82	54	М24х2 М30х2 М36х3 М36х3	М12 М16 М16 М20	24 32 32 36
63 71	60; 65 70; 75	140	105	105	70	М42х3 М48х3	М20 М24	36 40
80 90 -	85 - 95	170	130	130	90	56х4 64х4 64х4	М30 М30 М36	50 50 60
100 110 - 125	- - 120 -	210	165	165	120	М72х4 М80х4 М90х4 М90х4	М36 М42 М42 М48	60 65 65 70
140 -	130 150	250	200	200	150	М100х4 М110х4	-	-
160 180	170 -	300	240	240	180	М125х4 М140х6	-	-

*d брать из ряда: 30; 32; 35 мм.

Примечание. Ряд 1 диаметров является предпочтительным. ГОСТ 12081—72 предусматривает диаметры

d = 3...5 мм и d = 190...630 мм.

4. Размеры шпонок и шпоночных пазов конических концов валов, мм

Диаметр d		d₃		b	h	t
Ряд1	Ряд 2	Исполнение
Ряд1	Ряд 2	1	2
6 7 8 9 10	- - - - -	5,50 6,50 7,40 8,40 9,25	-	-	-	-
11 12	- -	10,25 11,10	-	2	2	1,2
14 16	- -	13,10 14,60	- 15,20	3	3	1,8
18 - 20 22	- 19 - -	16,60 17,60 18,20 20,20	17,20 18,20 18,90 20,90	4	4	2,5
- 25 28 -	24 - - 30	22,20 22,90 25,90 27,10	22,90 23,80 26,80 28,20	5	5	3,0
32 - 36 -	- 35 - 38	29,10 32,10 33,10 35,10	30,20 33,20 34,20 36,20	6	6	3,5
40 -	- 42	35,90 37,90	37,30 39,30	10	8	5,0
45 - 50	- 48 -	40,90 43,90 45,90	42,30 45,30 47,30	12	8	5,0
- 56	55 -	50,90 51,90	52,30 53,30	14	9	5,5
60 63 -	- - 65	54,75 57,75 59,75	56,50 59,50 61,50	16	10	6,0
- 71 -	70 - 75	64,75 65,75 69,75	66,50 67,50 71,50	18	11	7,0
80 -	- 85	73,50 78,50	75,50 80,50	20	12	7,5
90 -	- 95	83,50 88,50	85,50 90,50	22	14	9,0
100 110	- -	91,75 101,75	94,00 104,00	25	14	9,0
- 125 -	120 - 130	111,75 116,75 120,00	114,00 119,00 122,50	28	16	10,0
140 -	- 150	130,00 140,00	132,50 142,50	32	18	11,0
160 -	- 170	148,00 158,00	151,00 161,00	36	20	12,0
180	-	168,00	171,00	40	22	13

Размеры призматических шпонок - по ГОСТ 23360-78.

Для шпоночных пазов, параллельных оси вала, допускаются другие способы простановки размера глубины паза.

Шпоночный паз для конических концов валов с диаметром d до 220 мм изготавливается параллельно оси вала, с диаметром d свыше 220 мм - параллельно образующей конуса.

Технические требования. 1. Размеры шпонок и шпоночных пазов цилиндрических концов валов должны соответствовать одному из следующих стандартов: ГОСТ 24071-80, ГОСТ 23360-78, ГОСТ 24069-80, ГОСТ 10748-79.

Предельные отклонения длин l и l₁ цилиндрической части конца вала ±IТ15/2 (ГОСТ 25346-89).

Для цилиндрических валов исполнения 1 используют шпонки - сегментные (ГОСТ 24071-80) для вала диаметром d до 14 мм; призматические обыкновенные (ГОСТ 23360-78) для вала диаметром d св. 12 мм; тангенциальные нормальные (ГОСТ 24069-80).

Для валов исполнения 2 используют шпонки призматические обыкновенные (ГОСТ 23360-78) для вала диаметром d до 30 мм; призматические высокие (ГОСТ 10748-79) и тангенциальные усиленные (ГОСТ 24070-80) для вала диаметром d св. 30 мм.

Для редукторов и мотор-редукторов допускается в соответствии с ГОСТ 24266-94 исполнение концов валов с двумя шпоночными пазами, расположенными под углом 120°.

Длину призматической шпонки выбирают из ряда: 6, 8, 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.

2. Резьбовые концы конических валов допускается изготовлять с левой резьбой.

Радиальное биение конического конца вала относительно оси вращения не должно превышать величин, указанных в табл. 5.

3. Допуск угла конусности - АТa9 по ГОСТ 8908-81.

Расчетные зависимости допускаемых вращающих моментов. Величины вращающих моментов Т в Н-м подсчитывают по формуле

Т=10^-3Кd³,

где d - диаметр конца вала, мм: К =π /16[ t] ;

здесь К — в МПа.

Допускаемые вращающие моменты, передаваемые концами валов, приведены в табл. 6.

Значения коэффициента К (табл. 7) и соответствующие им допускаемые напряжения на кручение [ t]:

К, МПа . . 2,0 2,8 4,0 5,6

[t ], МПа .10 14 20 28

К, МПа . . 8,0 11,2 16,0 22,4

[t ], МПа .40 56 80 112

5. Радиальное биение конического конца вала относительно оси вращения

Размеры, мм

Номинальный диаметр конца вала d₁	Радиальное биение при точности
Номинальный диаметр конца вала d₁	нормальной	повышенной	высокой
3	0,020	0,010	0,005
Св. 3 до 6	0,025	0,012	0,006
Св. 6 до 10	0,030	0,015	0,008
Св. 10 до 18	0,035	0,018	0,010
Св. 18 до 30	0,040	0,021	—
Св. 30 до 50	0,050	0,025	—
Св. 50 до 80	0,060	0,030	—
Св. 80 до 120	0,070	0,035	—
Св. 120 до 220	0,100	0,050	—

Примечание. При диаметре концов валов более 220 мм радиальное биение конического конца вала устанавливают по соглашению между заказчиком и изготовителем.

6. Допускаемые вращающие моменты, передаваемые концами валов

Диаметр d, мм		Допускаемые вращающие моменты Т, Н-м, для коэффициента К, МПа
Ряд1	Ряд 2
Ряд1	Ряд 2	2,0	2,8	4,0	5,6	8,0	11,2	16,0	22,4
6 7 8 9	- - - -	0,5 0,71 1,0 1,4	0,71 1,0 1,4 2,0	1,0 1,4 2,0 2,8	1,4 2,0 2,8 4,0	2,0 2,8 4,0 5,6	2,8 4,0 5,6 8,0	4,0 5,6 8,0 11,2	5,6 8,0 11,2 16,0
10 11 12 14	- - - -	2,0 2,8 4,0 5,6	2,8 4,0 5,6 8,0	4,0 5,6 8,0 11,2	5,6 8,0 11,2 16,0	8,0 11,2 16,0 22,4	11,2 16,0 22,4 31,5	16,0 22,4 31,5 45,0	22,4 31,5 45,0 63,0
16 18 - 20	- - 19 -	8,0 11,2 12,5 16,0	11,2 16,0 18,0 22,4	16,0 22,4 25,0 31,5	22,4 31,5 35,5 45,0	31,5 45,0 50,0 63,0	45,0 63,0 71,0 90,0	63,0 90,0 100 125	90,0 100 140 180
22 - 25 28	- 24 - -	22,4 25,0 31,5 45,0	31,5 35,5 45,0 63,0	45,0 50,0 63,0 90,0	63,0 71,0 90,0 125	90,0 100 125 180	125 140 150 250	180 200 250 355	250 280 355 500
30 32 35:36 -	- - - 38	50,0 63,0 90,0 100	71,0 90,0 125 140	100 125 180 200	140 180 250 280	200 250 355 400	280 355 500 560	400 500 710 800	560 710 1000 1120
40 - 45 -	- 42 - 48	125 140 180 200	180 200 250 280	250 280 355 400	355 400 500 560	500 560 710 800	710 800 1000 1120	1000 1120 1400 1600	1400 1600 2000 2240
50 - 55 60	- 53 56 -	250 280 355 400	355 400 500 560	500 560 710 800	710 800 10001 120	1000 1120 1400 1600	1400 1600 2000 2240	2000 2240 2800 3150	2800 3150 4000 4500
63 - 70;71 -	- 65 - 75	500 560 710 800	710 800 1000 1120	1000 1120 1400 1600	1400 1600 2000 2240	2000 2240 2800 3150	2800 3150 4000 4500	4000 4500 5600 6300	5600 6300 8000 9000
80 - 90 -	- 85 - 95	1000 1120 1400 1600	1400 1600 2000 2240	2000 2240 2800 3150	2800 3150 4000 4500	4000 4500 5600 6300	5600 6300 8000 9000	8000 9000 11200 12500	11200 12500 16000 18000
100 - 110 -	- 105 - 120	2000 2500 2800 3150	2800 3150 4000 4500	4000 4500 5600 6300	5600 6300 8000 9000	8000 9000 11200 12500	11200 12500 16000 18000	16000 18000 22400 25000	22400 25000 31500 35500
125 - 140 -	- 130 - 150	4000 4500 5600 6300	5600 6300 8000 9000	8000 9000 11200 12500	11200 12500 16000 18000	16000 18000 22400 25000	22400 25000 31500 35500	31500 35500 45000 50000	45000 50000 63000 71000
160 - 180	- 170 -	8000 9000 11200	11200 12500 16000	16000 18000 22400	22400 25000 31500	31 500 35500 45000	45000 50000 63000	63000 71000 90000	90000 100000 125000

Примечание. Значения вращающих моментов для валов диаметром менее 6 мм не регламентируются.

7. Значения коэффициента К в зависимости от характера нагрузки, прочности и твердости материала вала.

Предел прочности σ_в, МПа	Твердость вала НВ	Значение коэффициента К, МПа, при
		чистом кручении			кручении плюс изгиб от радиальной нагрузки
		чистом кручении			F≤ 250√T		F< 250√T
		а	Ь	с	а	Ь	а	b
От 500 до 850 Св. 850 до 1200	От 145 до 250 Св. 250 до 350	8 11,2	5,6 8	4 5,6	5,6 8	4 5,6	2,8 4	2 2,8
Св.1200	Св. 350	16 22,4	11,2	8	11,2	8	5,6	4

Примечания:

1. a - при нагрузке постоянной величины и постоянного направления;
b - при нагрузке переменной величины, если максимум достигает двукратного значения;
с - при чистом кручении переменного направления.

2. Радиальная нагрузка F приложена к середине длины конца вала.