ДМ_ЛР4
.pdfМІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ’ЯЗКУ УКРАЇНИ ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ ІМЕНІ АКАДЕМІКА В. ЛАЗАРЯНА
ЛЬВІВСЬКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
ШПОНКОВІ ТА ШЛІЦЬОВІ З’ЄДНАННЯ
Інструкція до лабораторної роботи № 4
з курсу деталей машин для студентів механічних спеціальностей
стаціонарної та заочної форм навчання
Затверджено на засіданні циклу
природничо-наукових дисциплін Протокол № 8 від 14. 06. 2006 р.
Львів - 2006
Шпонкові та шліцьові з’єднання. Інструкція до лабораторної роботи № 4 з курсу деталей машин для студентів механічних спеціальностей стаціонарної та заочної форм навчання. Укл.: Станкевич В. З. – Львів – 2006. – 8 с.
Укладач |
Станкевич В. З., канд. фіз.-мат. н., доц. |
Відповідальний за випуск |
Гера Б. В., докт. техн. н., доц. |
Рецензенти |
Соболевська Ю. Г., канд. техн. н., доцент, |
|
цикл природничо-наукових дисциплін |
|
ЛФ ДНУЗТ |
|
Сологуб Б. В., канд. техн. н., доцент, |
|
кафедра деталей машин Національного |
|
університету “Львівська політехніка” |
Основна мета роботи:
-ознайомитися з призначенням, будовою та класифікацією шпонкових з’єднань;
-вивчити переваги та недоліки шпонкових з’єднань;
-ознайомитися з будовою та різновидами шліцьових з’єднань.
Обладнання: стенд зі шпонковими та шліцьовими з’єднаннями.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Шпонкове з’єднання (рис. 1) утворюють шпонка 1, вал 2 і маточина 3 ко-
леса. Шпонка являє собою сталевий брусок, який вставлений в пази валу і маточини та служить для передачі обертового моменту між ними. Основні види шпонок стандартизовані. Шпонкове з’єднання належить до роз’ємних з’єднань.
Переваги шпонкового з’єднання:
-простота і надійність конструкції;
-зручність монтажу і демонтажу;
-порівняно низька вартість. Недоліки шпонкового з’єднання:
-послаблення валу і маточини шпонковими пазами, що призводить до концентрації напружень згину і кручення;
-трудомісткість виготовлення.
Шпонкові з’єднання поділяють на ненапружені (призматичні і сегментні шпонки) і напружені (клинові та тангенційні шпонки). Під час складання останніх в з’єднаннях виникають попередні (монтажні) напруження.
З’єднання призматичними шпонками. Робочими є бічні, більш вузькі грані шпонок висотою h . Розміри перерізу шпонки і глибини пазів вибирають відповідно до діаметру d валу. За формою торців розрізняють:
-шпонки із закругленими торцями;
-з плоскими торцями;
-з одним плоским, а другим – закругленим торцями.
Шпонку запресовують у паз валу. Шпонку з плоскими торцями розміщують поблизу деталей (шайби, кільця і т. п.), які перешкоджають її можливому осьовому переміщенню. Іноді шпонку прикріплюють до валу гвинтами. Довжини шпонок узгоджують із стандартом.
З’єднання сегментними шпонками. Сегментні шпонки, як і призматичні, працюють бічними гранями. Їх використовують для передачі відносно невеликих обертових моментів. Сегментні шпонки і пази для них прості у виготовленні, зручні під час монтажу і демонтажу (шпонки вільно вставляють у паз і виймають). Широко застосовують у серійному і масовому виробництві.
З’єднання клиновими шпонками. Клинові шпонки мають форму односкісних самогальмівних клинців з нахилом 1 : 100 . Такий же нахил мають і пази в маточині. Клинові шпонки виготовляють з головками і без головок. Головка призначена для вибивання шпонки з пазу. В таких з’єднаннях маточину вставляють на валі з невеликим зазором. Клинову шпонку забивають в пази валу і маточини, внаслідок чого на робочих гранях шпонки виникають сили тертя,
здатні передавати як обертовий момент, так і осьову силу. З’єднання добре сприймає ударні та змінні навантаження. З’єднання клиновими шпонками використовують в тихохідних передачах.
|
|
|
|
|
|
A - A |
1÷100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A
З’єднання тангенційними шпонками. Тангенційна шпонка складається з двох односкісних клинців з нахилом 1 : 100 кожний. Працює вузькими бічними гранями. Клинці вводять в пази маточини ударом – виникає напружене з’єднання. Розпираюча сила між валом і маточиною утворюється в дотичному (тангенційному) напрямі. В з’єднанні ставлять дві тангенційні шпонки під кутом 120 0 , кожна шпонка передає момент лише в один бік. Застосовують для валів діаметром понад 60 мм під час передачі великих обертових моментів із змінним режимом роботи (кріплення маховика на валі двигуна внутрішнього згоряння і т. п.).
1÷100 |
A - A |
|
A
A
Шліцьові з’єднання утворюють виступи (зубці на валі) і відповідні їм впадини (шліци в маточині). Робочими поверхнями є бічні сторони зубців. З’єднання стандартизовані і широко розповсюджені в машинобудуванні.
Переваги шліцьових з’єднань над шпонковими:
-краще центрування з’єднуваних деталей;
-менша кількість деталей з’єднання (шліцьове з’єднання утворюють дві деталі, а шпонкові – три, чотири);
-за однакових габаритів можлива передача більших обертових моментів за рахунок більшої поверхні контакту;
-більша надійність під час динамічних і реверсивних навантажень;
-більша втомна міцність внаслідок меншої концентрації напружень згину (насамперед для евольвентних шліців).
Недоліки – складніша технологія виготовлення, і, відповідно, більш висока вартість.
A A - A
A
Класифікація шліцьових з’єднань:
-за характером з’єднання – нерухомі для закріплення деталі на валі; рухомі, які допускають переміщення вздовж валу (наприклад, блок шестерень коробки передач);
-за формою зубців – прямокутні, евольвентні (рис. а), трикутні (рис. б);
-за способом центрування (забезпечення співпадіння геометричних осей) маточини відносно валу – центрування по зовнішньому діаметру D , по внутрішньому діаметру d , по бічних поверхнях зубців.
а) б)
D d
Питання для самоконтролю.
1.З яких елементів складається шпонкове з’єднання ?
2.Перерахувати переваги та недоліки шпонкових з’єднань.
3.Які шпонки утворюють ненапружені і напружені з’єднання ?
4.Дати коротку характеристику з’єднань призматичними, сегментними, клиновими та тангенційними шпонками.
5.Навести порівняльний аналіз шліцьового і шпонкового з’єднань.
6.Перерахувати різновиди шліцьових з’єднань.