Широкое распространение в конструкциях машин имеют шпоночные соединения
Шпонка — деталь, устанавливаемая в пазах двух соединяемых изделий (вала и отверстия втулки) для передачи вращения или взаимного смещения под действием внешних сил.
Стандарты разработаны на основные типы шпоночных соединений с призматическими шпонками, сегментными, клиновыми и тангенциальными.
Длины шпонок 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, НО, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450 и 500 мм.
За номинальный размер шпоночного соединения принимают размер в, равный ширине шпонки с полем допуска h9, ширине паза под шпонку на валу и ширине паза во втулке под шпонку. По другим размерам шпонки поля допусков назначают по 14-му и 11-му квалитетам.
Шпонку следует изготавливать только с допуском h9, что дает возможность изготавливать их централизованно, независимо от посадок
ПО ГОСТу 23360-78 по номинальному размеру шпонки (по ширине в) установлены три вида соединений:
1. свободное для получения подвижных посадок, применяемых при затруднительных условиях сборки
2. нормальное для получения неподвижных, разборных соединений при благоприятных условиях сборки;
3. плотное для получения неподвижных соединений с напрессовкой при сборке, работающих при реверсивных нагрузках.
Качество сборки шпоночного соединения зависит от перекосов и смещений в расположении шпоночных пазов валов и во втулках. Симметричность пазов относительно осевой плоскости контролируют комплексными калибрами.
По ширине для призматических шпонок предусмотрено три варианта соединения:
свободное (вал Н9/h9, втулка D10/h9)
нормальное (вал N9/h9, втулка Js10/h9)
плотное (вал P9/h9, втулка P9/h9)
Для свободного соединения установлены поля допусков для паза на валу Н9 и для паза во втулке D10, что дает посадку с зазором; для нормального соединения — соответственно N9 и Js9; для плотного соединения — одинаковые поля допусков для паза на валу и во втулке Р9. Соединения второго и третьего видов будут иметь переходные посадки.
Для сегментных шпонок применяют только нормальное и плотное соединение. Поля допусков для обоих типов шпонок одинаковы, посадки выполняют только в системе вала (основная деталь - шпонка). Это позволяет ограничить номенклатуру размеров калиброванной стали для шпонок, точность изготовления которой без дополнительной обработки обеспечивает точность h.
Стандартом нормированы отклонения высоты шпонки h по h11, глубины паза на валу t1 и паза во втулке t2 или отклонения размеров d - t1 и d+ t2 также длины шпонки l по h14 и длины пазов на валу по HI5.
Контроль шпоночных соединений в серийном и массовом производствах осуществляют комплексными предельными калибрами (пробками и кольцами), а ширину пазов контролируют пластинами. Допуски калибров для шпоночных соединений регламентированы ГОСТ 24109-80