Раздел третий соединения деталей машин

Детали могут соединяться между собой подвижно и неподвижно. Подвижные соединения —это различные виды ша жиров. К не­подвижным соединениям относятся разъемные —шпоночные, шлицевые, резьбовые, профильные и неразъемные — заклепочные, сварные, клеевые, паяные и др. Неподвижность шпоночного и шлицевого соединений относительна. В направлении осп вала при необходимости возможна свобода перемещения соединяемой летали (шестерни, полумуфты и т. д.)

Занятие 24. ШПОНОЧНЫЕ И ШЯХ^З'М (ЗУБЧАТЫЕ) СОЕДИНЕНИЯ

Типы шпоночных соединений и их сравнительная характеристика, Обзор стандартных типов шпонок

Рис. 205

Рис. 205

Шпонкой называют деталь, устанавливаемую в пазах соприка­сающихся деталей или сборочных единиц и препятствующую их относительному повороту или сдвигу. Шпонки преимущественно

применяют для передачи вращающего момента от вала к ступице шкива, звездочки, зубчатого колеса и т. д. или наоборот.

Соединения деталей с помощью шпонок могут быть напряжен­ными и ненапряженными. Соединения называют напряженными, если в их деталях возникают напряжения в процессе сборки, т. е. до приложения рабочих нагрузок. К напряженным относятся соединения клиновыми шпонками, хорошо воспринимающими ударные нагрузки.

Клиновые забивные шпонки (рис. 205) выполняют с плоскими торцами либо один торец делают плоским, а другой —скругленным. Забивные шпонки изготовляют также с головкой (рис. 205 и 206). Размеры клиновых шпонок регламентированы СТ СЭВ 645—77 (исполнение 1—клиновые шпонки с головкой). Клиновая шпонка имеет уклон верхней грани 1:100 и монтируется между валом и де­талью ударами молотка (забивная шпонка) или-затягивается наса­живаемой на вал деталью (закладная шпонка), что и обеспечивает напряженность соединения. Рабочими поверхностями клиновых шпонок являются верхняя и нижняя широкие грани (между боко­выми узкими гранями и канав-

зазор —

кои в ступице имеется это нерабочие грани).

К линовые шпоночные соедине­ния бывают врезные, на лыске

Рис. 207

и фрикционные. Для врезных шпонок (см. рис. 205, 206) на валу выполняется паз в виде плоской канавки, а в детали (втулке) прорезается канавка с уклоном 1:100. Для шпонок на лыске

Рис. 208

(рис. 207, а) канавка с уклоном 1:100 выполняется только в ступице детали, а на валу делается плоский срез —«лыска». При установке фрикционных шпонок канавка с уклоном 1:100 имеется только в детали, вал не обрабатывается, а поверхность шпонки, приле­гающая к валу, делается цилиндрической (рис. 207,6).

Клиновые шпонки применяют в тихоходных передачах низкой точности. При посадке зубчатого колеса, шкива, звездочки, муфты и т. д. на вал с помощью клиновой шпонки нарушается центриро-

в ание детали и вала вследствие смещения оси отверстия детали относительно оси вала, приводящего к нарушению нормальной работы передачи, увеличению биения или перекоса соединяемых деталей (при коротких ступицах).

В тяжелом машиностроении при й) больших динамических нагрузках

ЧЕЕЗг "Р^г применяют клиновые тангенциальные

\$уу$////у//////* гт1 шпонки (рис 208), которые устанав- д ,lf£^^^ ливают парами под углом 120...

135°. Соединения тангенциальными клиновыми шпонками отличаются от соединений простыми клиновыми шпонками тем, что натяг между ва­лом и ступицей создается не в ра­диальном, а в тангенциальном на­правлении, в связи с чем необходима установка двух шпонок, состоящих из односкосных клиньев с уклоном 1:100 и работающих на сжатие. Раз­меры тангенциальных шпонок регла­ментированы СТ СЭВ 646—77.

Ненапряженные шпоноч- ные соединения осуществляют Рис. 211 призматическими и сегментными

шпонками. Призматические шпонки (рис. 209) бывают со скругленными торцами, плоскими торцами, одним скругленным и другим плоским торцом. У этих шпонок рабочие грани боковые, между верхней гранью и дном паьа в сту­пице имеется зазор (рис. 210).

Помимо обычных призматических шпонок применяют направ­ляющие шпонки, которые крепят к валу винтами (рис. 211, а). По этим шпонкам вдоль вала перемещают шестерни коробок пере­дач, подвижные полумуфты кулачковых и фрикционных муфт (рис 211,6) и т. п.

Размеры соединений призматическими шпонками регламентиро­ваны СТ СЭВ 189—75 (см. табл. П49).

Сегментные шпо^нки (СТ СЭВ 647—77, см. табл. П50) нашли широкое применение в автотракторостроении, станкостроении и са­молетостроении благодаря простоте изготовления и удобству при

Рис. 212

сборке и разборке (рис. 212). Вращающий момент от вала к ступице насаженной детали (или от детали к валу) передается боковыми гра­нями шпонки. При передаче больших моментоз можно ставить в ряд по длине вала две или три шпонки.

Достоинства. 1, Простота конструкции. 2. Сравнительно низкая стоимость.

Недостатки. 1. Шпоночные пазы существенно ослабляют проч­ность вала и ступицы. 2. Концентрация напряжений, возникающих в зоне шпоночной канавки, снижает сопротивление усталости вала. 3. Трудность обеспечения взаимозаменяемое™ призматических шпо­нок из-за пригонки или подбора шпонки по пазу (сегментные шпонки с глубоким пазом не имеют такого недостатка, их и при­меняют при массовом производстве).

Шпонки изготовляют из стали Ст5, Стб; 45; 50; 55; 60 и других более прочных марок с пределом прочности а_в^ 590 МПа. Сорта­мент чистотянутой стали для призматических шпонок регламенти­рован ГОСТ 8787—68, а для сегментных шпонок —СТ СЭВ 647—77.