Шпонка представляем собой стальной брус, устанавливаемый в паз вала и в паз ступицы зубчатого колеса, шкива, соединительной муфты или звездочки.

Лекция 2

РАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

 

 

Учебные вопросы:

ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ) СОЕДИНЕНИЯ

 

ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

 

Шпонка представляем собой стальной брус, устанавливаемый в паз вала и в паз ступицы зубчатого колеса, шкива, соединительной муфты или звездочки.

Шпонка служит для передачи вращающего момента от вала к ступице и наоборот. Основные типы шпонок стандартизированы. Шпоночные пазы на валах и осях получают фрезерованием концевыми или дисковыми фре­зами, в ступицах паз получают протягиванием.

Шпоночные соединения бывают неподвижными и подвижными и слу­жат для предотвращения относительного поворота ступицы вала при пере­даче вращающего момента.

Достоинства:

простота и надежность соединения;

легкость монтажа и демонтажа;

невысокая стоимость.

 

Недостатки:

шпоночные пазы ослабляют сечение вала и ступицы;

паз является концентратором напряжений изгиба и кручения;

трудоемкость в изготовления соединения: крепление шпонки в пазу винтами, ручная пригонка по пазу.

 

Разновидности шпоночных соединений. Шпоночные соединения подразделяют на напряженные и ненапряженные, В напряженном соединении действуют силы упругости, вызванные предвари­тельной затяжкой — монтажные напряжения.

Напряженные соединения получают при применении клиновых и тангенциальных шпонок (рис. 3.1.1).

 

 

 

Рисунок 3.1.1 – Соединение тангенциальными шпонками

 

 

 

 

Рисунок 3.1.2 - Соединение Рисунок 3.1.3 - Соединение

призматическими шпонками сегментными шпонками

 

Ненапряженные соединения создаются при использовании призматических шпонок {рис. 3.1.2) и сегментных шпонок (рис. 3.1.3).

В этих случаях при сборке в деталях не возникает предварительных на­пряжений.

Рабочими гранями призматических шпонок (рис. 3.1.2) являются боко­вые поверхности высотой h.

По форме торцов различают шпонки со скругленными торцами, с пло­скими и с одним плоским, а другим скругленным торцом (3.1.4).

 

Призматические шпонки не удерживают детали от осевого смещения вдоль вала. Фиксируют колеса с помощью распорных втулок, винтов и других деталей.

 

Геометрические размеры призматической шпонки принимают по ГОСТ 23360—-78 (табл. 1.6) в зависимости от диаметра вала; для сегментных шпо­нок - ГОСТ 24071-80 (табл. 1.7).

 

Параллельность граней призматической шпонки позволяет осуществить подвижное в осевом направлении соединение ступицы с валом (коробки пе­ремены передач). При перемещении ступицы силы трения могут нарушить правильное положение шпонки, поэтому ее крепят к валу винтами (рис. 3.1.15),

 

 

Рисунок 3.1.4 – Шпонка призматическая

 

Сегментные шпанки (рис. 3.1.3) работают боковыми гранями. Применяют их для передачи сравнительно небольших вращающих моментов. Пазы дня сег­ментных шпонок просты в изготовлении, удобны при монтаже и демонтаже.

 

Клиновые шпонки имеют уклон верхней грани 1:100, выполняются с голов­ками и без головок. Головка служит для выбивания шпонки из паза. При установке шпонки в пазы вала и ступицы, при забивании создаются силы тре­ния, которые передают вращающий момент и осевую силу. Клиновые шпон­ки применяются относительно редко в тихоходных передачах.

 

 

 

Рисунок 3.1.5 - Крепление шпонки Рисунок 3.1.6 – Соединение с

к валу цилиндрической шпонкой

 

.

Встречаются соединения цилиндрической шпонкой (штифт) на консоли вала. Отверстие под шпонку сверлят и обрабатывают разверткой после по­садки ступицы на вал (рис. 3.1.6).

 

Таблица 1.6 – Призматические шпонки (из ГОСТ 23360-78)

 

 

Диаметр вала, d	Сечение шпонки	Глубина вала
b	h	ала t 1	Отверстия t 2
Св.		до					2,3
Св.		до				3,5	2,8
Св.		до					3,3
Св.		до					3,3
Св.		до					3,3
Св.		до				5,5	3,8
Св.		до					4,3
Св.		до					4,4
Св.		до				7,5	4,9
Св.		до					5,4
Св.		до					5,4
Св.		до					6,4
Св.		до					7,4

 

Примечание. 1. Стандартный ряд длин l мм; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 25; 23; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90: 100; 110; 125; 140; 160; 180; до 500.

2. Пример условного обозначения шпонки b =14 мм; h =9 мм; l = -100 мм исполнения: Шпонка 14 9 ГОСТ23360-78. Обозначение шпонки исполнения 2: Шпонка 2 14 9 ГОСТ23360-78

 

Таблица 1.7 – Сегментные шпонки ГОСТ 24071-80

 

 

Диаметр вала d	Размер шпонки b h D	Шпоночный паз
Назначение шпонки	Ширина b	Вал t 1	Втулка t 2	Размер S 1 фаски или радиус r 1
Передача крутящих моментов	Фиксация элементов	Номин.	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.	Не менее	Не более
От 3 до 4	От 3 до 4	1 1,4 4	1,0	1,0	+0,10	0,6	+3,10	0,08	0,16
Св. 4 до 5	Св. 4 до 6	1 2,6	1,5	2,0	0,8
Св. 5 до 6	Св. 6 до 8	2 2,6 7	2,0	1,8	1,0
Св. 6 до 7	Св. 8 до 10	2 3,7 10	2,9	1,0
Св. 7 до 8	Св. 10 до 12	2,5 3,7 10	2,5	2,7	1,2
Св. 8 до 10	Св. 12 до 15	3 5 13	3,0	3,8	+0,20	1,4
Св. 10 до 12	Св. 15 до 18	3 6,5 16	5,3	1,4
Св. 12 до 14	Св. 18 до 20	4 6,5 16	4,0	5,0	1,8	0,16	0,25
Св. 14 до 16	Св. 20 до 22	4 7,5 19	6,0	1,8
Св. 16 до 18	Св. 22 до 25	5 6,5 16	5,0	4,5	2,3
Св. 18 до 20	Св. 25 до 28	5 7,5 19	5,5	2,3
Св. 20 до 22	Св. 28 до 32	5 9 22	7,0	+0,30	2,3
Св. 22 до 25	Св. 32 до 36	6 9 22	6,0	6,5	2,8
Св. 25 до 28	Св. 36 до 40	6 10 25	7,5	2,8
Св. 28 до 32	Св. 40	8 11 28	8,0	8,0	3,3	+0,20	0,25	0,40
Св. 32 до 38	Св. 40	1 13 32	10,0	10,0	3,3

 

Примечание. В зависимости от принятой базы обработки и измерения на рабочем чертеже должен указываться один размер для вала предпочтительный вариант) или d - и для втулки d - .