ГОСТ 24071-80 соответствует ИСО 3912-77.
Допускается притупление острого угла фаской или радиусом до 0,1 6
Ширина b (h9)
Высота h (h11)
Диаметр D (h12)
Фаска S x 45° или радиус г
Теоретическая масса 1000
шпонок в кг
не менее
не более
1.0
1,4
4
0,16
0.25
0,031
1,5
2,6
7
0,152
2,0
2,6
7
0,204
2,0
3,7
10
0,414
2,5
3,7
10
0,510
3,0
5,0
13
1,050
3,0
6,5
16
1,600
4,0
6,5
16
0,25
0,40
2,120
4,0
7,5
19
3,240
5,0
6,5
16
2,680
5,0
7,5
19
4,040
5,0
9,0
22
5,660
6,0
9,0
22
6,780
6,0
10,0
25
8,480
8,0
11,0
28
0,40
0,60
13,800
10,0
13,0
32
24,100
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
Диаметр вала d для шпонок
Размеры шпонки bxhxD
Шпоночный паз
передающих вращающий момент
фиксирующих элементы
Ширина b
Глубина
Фаска S1 x 45° или радиус закругления r1
Вал t1
Втулка t2
Номин.
Пред. откл.
Номин.
Пред. откл.
не менее
не более
Oт 3 до 4
Св. 4 » 5
Oт 3 до 4
Св. 4 » 6
1х1,4х4 1,5х2,6х7
1,0
1,5
1,0
2,0
+0,1
0
0,6
0,8
+0,1
0
0,08
0,16
Св. 5 » 6
» 6 » 7
Св. 6 » 8
» 8 » 10
2х2,6х7 2х3,7х10
2,0
1.8
2,9
1,0
1,0
Св. 7 до 8
Св. 10 до 12
2,5х3,7х10
2,5
2,7
1,2
Св. 8 до 10
» 10 » 12
Св. 12 до 15
» 15 » 18
3х5х13 3х6,5х16
3,0
3,8
5,3
+0,2
0
1.4
1,4
Св. 12 до 14
» 14 » 16
Св. 18 до 20
» 20 » 22
4х6,5х16 4х7,5х19
4,0
5,0
6,0
1,8
1,8
0,16
0,25
Св. 16 до 18
» 18 » 20
Св. 22 до 25
» 25 » 28
5х6,5х16 5х7,5х19
5,0
4,5
5,5
2,3
2,3
Св. 20 до 22
Св. 28 до 32
5х9х22
7,0
+0,3
0
2,3
Св. 22 до 25
» 25 » 28
Св. 32 до 36
» 36 » 40
6х9х22 6х10х25
6,0
6,5
7,5
2,8
2,8
Св. 28 до 32
Св.40
8х11х28
8,0
8,0
3,3
+0,2
0
0,25
0,40
Св. 32 до 38
Св.40
10х13х32
10,0
10,0
3,3
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.
Вид соединения
Поля допусков ширины шпоночного паза
Вал
Втулка
Нормальное
N9
JS9
Плотное
Р9
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
Допуск
размера по квалитетам
Номинальные размеры, мм
До 18
Св. 18 до 50
Св.50 до 120
Св. 120 до 500
Ra, мкм, не более
IT9
3,2
3,2
6,3
6,3
IT10
3,2
6,3
6,3
6,3
IT11
6,3
6,3
12,5
12,5
IT12,13
12,5
12,5
25
25
IT14, 15
12,5
25
50
50
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
[Tmax] - 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;
[σсм] - допускаемое напряжение смятия, МПа;
[τср] - 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:
[Tmax]=0,5 dKl [σсм].
Условие прочности сечения С -С на срез:
[Tmax]=0,5(d+K)bl [τср].
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:
[Tmax]=0,5 dlK [σсм].
Условие прочности сечения С -С на срез:
[Tmax]=0,5(d+K) lb [τср],
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[τср].
Условие прочности боковой поверхности на смятие:
T≈0,2dd1l[σсм].
Допускаемые напряжения на смятие для шпонки обусловливаются режимами работы шпоночного соединения. При спокойном режиме принимают [σсм] до 150,0 МПа.
Широко распространены в общем машиностроении значения [σсм]=60÷90 МПа при неподвижных шпонках для сопрягаемых элементов из чугунного литья, стального литья и стали. В машиностроении также принимают [σсм]≈(0,3÷0,5)σТ для неподвижных соединений и
[σсм]≈(0,1÷0,2)σТ для подвижных соединений, где σТ - 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[σсм],
где D - диаметр вала;
h - высота шпонки; l - рабочая длина шпонки;
[σсм] -допускаемое напряжение смятия менее твердой детали соединения.
Допускаемые напряжения смятия[σсм]:
[σсм]=150 МПа для поверхности с твердостью ≤240 НВ;
[σсм]=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
zxdxD
Число зубьев z
d
D
b
d1,
не менее
а,
не менее
с
r, не более
Номин.
Пред.
откл.
Легкая серия
6х23х26
6
23
26
6
22,1
3,54
0,3
+0,2
0,2
6х26х30
6
26
30
6
24,6
3,85
0,3
+0,2
0,2
6х28х32
6
28
32
7
26,7
4,03
0,3
+0,2
0,2
8х32х36
8
32
36
6
30,4
2,71
0,4
+0,2
0,3
8х36х40
8
36
40
7
34,5
3,46
0,4
+0,2
0,3
8х42х46
8
42
46
8
40,4
5,03
0,4
+0,2
0,3
8х46х50
8
46
50
9
44,6
5,75
0,4
+0,2
0,3
8х52х58
8
52
58
10
49,7
4,89
0,5
+0,3
0,5
8х56х62
8
56
62
10
53,6
6,38
0,5
+0,3
0,5
8х62х68
8
62
68
12
59,8
7,31
0,5
+0,3
0,5
10х72х78
10
72
78
12
69,6
5,45
0,5
+0,3
0,5
10х82х88
10
82
88
12
79,3
8,62
0,5
+0,3
0,5
10х92х98
10
92
98
14
89,4
10,08
0,5
+0,3
0,5
10х102х108
10
102
108
16
99,9
11,49
0,5
+0,3
0,5
10х112х120
10
112
120
18
108,8
10,72
0,5
+0,3
0,5
Средняя серия
6х11х14
6
11
14
3,0
9.9
—
0,3
+0,2
0,2
6х13х16
6
13
16
3,5
12,0
—
0,3
+0,2
0,2
6х16х20
6
16
20
4,0
14,5
—
0,3
+0,2
0,2
6х18х22
6
18
22
5,0
16,7
—
0,3
+0,2
0,2
6х21х52
6
21
25
5,0
19,5
1,95
0,3
+0,2
0,2
6х23х28
6
23
28
6,0
21,3
1,34
0,3
+0,2
0,2
6х26х32
6
26
32
6,0
23,4
1,65
0,4
+0,2
0,3
6х28х34
6
28
34
7,0
25,9
1,70
0,4
+0,2
0,3
8х32х38
8
32
38
6,0
29,4
—
0,4
+0,2
0,3
8х36х42
8
36
42
7,0
33,5
1,02
0,4
+0,2
0,3
8х42х48
8
42
48
8,0
39,5
2,57
0,4
+0,2
0,3
8х46х54
8
46
54
9,0
42,7
—
0,5
+0,3
0,5
8х52х60
8
52
60
10,0
48,7
2,44
0,5
+0,3
0,5
8х56х65
8
56
65
10,0
52,2
2,50
0,5
+0,3
0,5
8х62х72
8
62
72
12,0
57,8
2,40
0,5
+0,3
0,5
10х72х82
10
72
82
12,0
67,4
—
0,5
+0,3
0,5
10х82х92
10
82
92
12,0
77,1
3,00
0,5
+0,3
0,5
10х92х102
10
92
102
14,0
87,3
4,50
0,5
+0,3
0,5
10х102х112
10
102
112
16,0
97,7
6,30
0,5
+0,3
0,5
10х112х125
10
112
125
18,0
106,3
4,40
0,5
+0,3
0,5
Тяжелая серия
10х16х20
10
16
20
2,5
14,1
—
0,3
+0,2
0,2
10х18х23
10
18
23
3,0
15,6
—
0,3
+0,2
0,2
10х21х26
10
21
26
3,0
18,5
—
0,3
+0,2
0,2
10х23х29
10
23
29
4,0
20,3
—
0,3
+0,2
0,2
10х26х32
10
26
32
4,0
23,0
—
0,4
+0,2
0,3
10х28х35
10
28
35
4,0
24,4
—
0,4
+0,2
0,3
10х32х40
10
32
40
5,0
28,0
—
0,4
+0,2
0,3
10х36х45
10
36
45
5,0
31,3
-
0,4
+0,2
0,3
10х42х52
10
42
52
6,0
36,9
—
0,4
+0,2
0,3
10х46х56
10
46
56
7,0
40,9
—
0,5
+0,3
0,5
16х52х60
16
52
60
5,0
47,0
—
0,5
+0,3
0,5
16х56х65
16
56
65
5,0
50,6
—
0,5
+0,3
0,5
16х62х72
16
62
72
6,0
56,1
—
0,5
+0,3
0,5
16х72х82
16
72
82
7,0
65,9
—
0,5
+0,3
0,5
20х82х92
20
82
92
6,0
75,6
—
0,5
+0,3
0,5
20х92х102
20
92
102
7,0
85,5
—
0,5
+0,3
0,5
20х102х115
20
102
115
8,0
94,0
—
0,5
+0,3
0,5
20х112х125
20
112
125
9,0
104,0
—
0,5
+0,3
0.5
Примечания: 1. Исполнение 1 дано для изготовления валов соединений легкой и средней серий методом
обкатывания. Вал соединений тяжелой серии методом обкатывания не изготовляются.
2. Шлицевые валы исполнении 1 и 3 изготовляются при центрировании по внутреннему диаметру,
исполнения 2 - при центрировании по наружному диаметру и боковым сторонам зубьев.
3. Фаска у пазов отверстия втулки может быть заменена крушением с радиусом, равным величине фаски с.
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
Вид соединения
Подвижное
Неподвижное
d
Втулка
Н8
[H7]*
[H7]*
Вал
е8
[f7]*
[g6]* [g7]*
h7
[h7]*
[js6]* js7
n6
b
Втулка
[D9]
[D9]
[F10]
D9
F8
[H9]*
[Н11]*
D9
F10
F8
[H9]*
[H11l]*
D9
F10
H8
[H9]*
[H11]*
F8
F10
[D9]
H8
F8
[F10]
H8
D10
[F10]
Вал
d9
е8 f7
с9 f8
[f9]
h9
f7
f8
h7
h9
[d10]*
[f9]*
f8
h8
h9
f7
[h7]
[d10]*
[f9l]*
f8
[h9]
h6 [h7]
h8 [h10]*
h7
[js7]
[k7]
[js7]
[k7]
[js7]
h7
[js7]
js7
е8
[е9]
Примечания:1. Поля допусков Р10 и НИ применяются только для закаленных не шлифованных втулок.
2. Поле допуска h9 применяется при чистовом фрезеровании незакаленных шлицевых валов.
17. Поля допусков шлицевых валов и втулок для образования посадок
при центрирования по наружному диаметру
Вид соединения
Подвижное
Неподвижное
D
Втулка
Н8
[H7]
[H7]
Н10
Н11
b
Вал
d8
[f7]
[g6]
[h7]
[js6]
е8
h7
Втулка
D9
[D9]
F8
[F10]
[F8]
[F10]
D9
D9
[F8]
F8
D9
F8
D9
[F8]
D9
F8
F8
Н11
Вал
d8
[d9]
е8
[h9]
(f7]
[f8]
h8
f7
h8
h9
f7
h9
h8
f7
h8
[js7]
h8
js7
е8
d10
Примечания: 1. Поля допусков Н10 и Н11 применяются только для закаленных втулок, не подлежащих дополнительной обработке.
2. Поле допуска h9 применяется при чистовом фрезеровании незакаленных шлицевых валов.
18. Поля допусков шлицевых валов и втулок для образования посадок
при центрировании по боковым сторонам шлицев
Вид соединения
Подвижное
Неподвижное
Поля допусков размера
Втулка
[D9] F8 [F10]
D9 [F8] F10
Вал
d9 [е8] е9 [f8]
f9 h8 h9
[js7] к7
Примечание: Рекомендуется применять поле допуска е9 для незакаленных валов.
