Призматическая шпонка: d → b×h → t1/t2 → длина по ГОСТ 23360-78

Пример: вал диаметром 50 мм

Для вала d = 50 мм используется строка диапазона «свыше 44 до 50 мм». По ГОСТ 23360-78 ей соответствует призматическая шпонка 14×9 мм. Номинальная глубина паза на валу t1 = 5,5 мм, во втулке t2 = 3,8 мм. Именно такая цепочка должна использоваться в расчёте: d → нормативная строка → b×h → t1/t2.

Длина не равна длине ступицы автоматически

ГОСТ задаёт дискретный ряд длин. Для сечения 14×9 мм стандартный диапазон начинается с 36 мм и продолжается до 160 мм, а сама длина выбирается из общего нормального 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 мм и далее. Конструктор выбирает длину по доступной длине ступицы и затем проверяет напряжения.

Три варианта посадки по ширине

Почему нельзя складывать t1 + t2 как контроль высоты шпонки

t1 и t2 задаются относительно цилиндрических поверхностей вала и втулки. Они используются для изготовления пазов и контроля расположения шпонки в собранном узле. Номинальная высота h остаётся отдельным размером детали. Рабочая контактная высота при расчёте смятия определяется геометрией контакта, а не механическим равенством h = t1 + t2.

Численный подбор

Пусть ступица имеет полезную длину 72 мм. Для сечения 14×9 можно выбрать стандартную длину l = 70 мм. Получаем обозначение для исполнения 1: Шпонка 14×9×70 ГОСТ 23360-78. После геометрического подбора обязательно выполняется расчёт по передаваемому моменту.

Логика Fits Calc

Ввод: d, длина ступицы, тип посадки, передаваемый момент. Вывод: b×h, t1/t2, допустимые стандартные длины, поля допусков, обозначение и результаты расчёта прочности.

Что происходит на границе диапазонов диаметра

Границы в таблице нужно читать буквально. Для d = 50 мм ещё используется строка «свыше 44 до 50» и сечение 14×9 мм. При диаметре немного больше 50 мм начинается следующая строка и выбирается 16×10 мм. Автоматический калькулятор обязан корректно обрабатывать включённость границ, иначе именно на номинальных диаметрах 30, 38, 44, 50 и 58 мм будут появляться спорные результаты.

Связь длины шпонки с длиной ступицы

Длина шпонки должна помещаться в рабочей части ступицы с учётом фасок, галтелей и технологического выхода паза. Если ступица имеет длину 72 мм, длина 70 мм конструктивно возможна только при достаточном плоском участке. При наличии больших фасок рациональнее перейти на 63 мм и повторить расчёт давления. Поэтому Fits Calc должен показывать несколько соседних стандартных длин, а не одну «автоматически правильную».

Контроль изготовления пазов

Ширина и глубина контролируются независимо. Даже правильная ширина b не гарантирует собираемость, если t1 или t2 вышли за допуск. Слишком глубокий паз увеличивает радиальный зазор над шпонкой и ослабляет сечение детали; слишком мелкий может привести к упору по вершине шпонки и нарушить контакт боковых поверхностей. Рабочая передача момента должна происходить через боковой контакт.

Проверка результата

• d попал в правильный интервал;
• b×h взято из той же строки, что t1/t2;
• длина стандартная и помещается в ступице;
• выбран тип посадки;
• проверены срез, давление и ослабление вала.