Что именно изображают на схеме
Для призматической шпонки контролируют три сопрягаемых размера по ширине: ширину b самой шпонки, ширину паза на валу и ширину паза во втулке (ступице). У всех трёх один номинальный размер b, но поля допусков могут различаться. Глубины пазов t₁ и t₂ относятся к другой геометрии и на этой диаграмме ширин не откладываются.
Пример: вал Ø50 мм
Для диапазона диаметра свыше 44 до 50 мм таблица ГОСТ 23360-78 задаёт шпонку 14×9 мм, t₁ = 5,5 мм и t₂ = 3,8 мм. Это номинальная геометрия, но не готовые поля допусков. Сначала выбирают вариант соединения по назначению узла и применяемым требованиям, затем выписывают конкретные предельные отклонения по нормативной таблице.
Получите нормативные параметры для собственного диаметра вала.
Открыть инструмент «Шпонки и пазы»Порядок построения схемы
- Проведите горизонтальную или вертикальную нулевую линию для номинала b = 14 мм. Положительные отклонения откладывайте в одну сторону, отрицательные — в противоположную.
- Укажите поле допуска шпонки. Подпишите нижнее и верхнее предельные отклонения, выраженные в мкм.
- На той же шкале нанесите поле допуска паза вала. Не смешивайте его с размером ступени или глубиной t₁.
- Нанесите поле допуска паза ступицы; оно может отличаться от поля паза вала, потому что функция сопряжений различается.
- Вычислите два диапазона разности размеров. Для каждого сопряжения определите, возможны ли только зазор, только натяг либо оба состояния.
- Укажите размерную шкалу в мкм и добавьте исходные обозначения полей. Схема без численных границ — пояснительная, а не окончательный расчётный документ.
Формулы для ширины шпонки и каждого паза
Обозначим Bmin, Bmax — предельные значения ширины конкретного паза, а bmin, bmax — предельные значения ширины шпонки. Тогда:
Smax = Bmax − bmin
Если обе разности положительны — сопряжение гарантированно с зазором; если обе отрицательны — гарантированно с натягом. Если интервал разности пересекает ноль — переходное сопряжение. Проверку проводят отдельно для паза вала и паза ступицы.
Численный пример механики расчёта
Для понимания алгоритма возьмём условные, не нормативно назначенные диапазоны ширин: шпонка 13,980…14,000 мм; паз вала 14,000…14,030 мм; паз ступицы 14,020…14,060 мм.
| Сопряжение | Минимальный зазор | Максимальный зазор |
|---|---|---|
| Шпонка / паз вала | 14,000 − 14,000 = 0 мм | 14,030 − 13,980 = 0,050 мм |
| Шпонка / паз ступицы | 14,020 − 14,000 = 0,020 мм | 14,060 − 13,980 = 0,080 мм |
Типичные ошибки
- Построение только двух полей «вал–втулка» вместо трёх размеров по ширине.
- Подмена ширины паза его глубиной t₁ или t₂.
- Перенос одного поля допуска на оба паза без обоснования.
- Нанесение номинальных размеров вместо отклонений относительно нуля.
- Выдача условного примера за нормативный подбор.
Проверка результатов и связанные материалы
Размеры сечения и пазов сверьте в подборе призматической шпонки, затем проверьте принципы сопряжений в статье «Посадки и допуски». Если требуется контроль по готовой детали, переходите к предельным калибрам.
Нормативная основа
ГОСТ 23360-78 — призматические шпонки и пазы; обозначения полей и предельных отклонений проверяются по нормативной системе допусков, принятой для изделия. Номер стандарта и его редакцию следует указывать в документации на конкретный узел.