3.2.2.1. Шпоночные соединения

Благодаря простоте и надежности шпоночные соединения широко применяются в машиностроении и состоят из вала, втулки (зубчатое колесо, звездочка) и шпонки.

Шпонки применяются для передачи вращательного момента от одной детали (вала) к другой (втулке).

Шпонки общего назначения подразделяются на призматические: нормальной высоты, выпускаемые по ГОСТ 23360-78 в трех исполнениях (рис.8); высокие, выпускаемые по ГОСТ 10748-79; направляющие с креплением на валу, выпускаемые по ГОСТ 8790-79 в трех исполнениях.

Боковые грани у этих шпонок - рабочие, над верхней гранью имеется зазор. Сечение шпонки зависит от диаметра вала, длина – от передаваемого крутящего момента и конструктивных особенностей соединения.

Исполнение

1 2 3

Рис. 8. Шпонки призматические

В паз на валу вставляют шпонку и на выступающую из вала часть шпонки надевают втулку так, чтобы паз во втулке попал на выступающую из вала часть шпонки.

Соединения призматическими шпонками вычерчивают в двух видах; на главном виде с местным разрезом и на месте вида слева - разрез. В продольном разрезе шпонка не разрезается (рис.9).

Рис. 9. Соединение шпонкой призматической

Для напряженного неподвижного соединения применяют клиновые шпонки по ГОСТ 24068-80. Напряженное состояние достигается за счет забивания шпонок в шпоночные пазы на валу и втулке, благодаря чему и создается натяг (рис.10).

Рис. 10. Соединение шпонкой клиновой с головкой

Для ненапряженного состояния, кроме призматических, применяют так же сегментные шпонки по ГОСТ 24071-80 (рис.11).

Рис. 11. Соединение шпонкой сегментной

На рис.12 даны примеры нанесения размеров шпоночного паза на валах и втулках.

Рис. 12. Нанесение размеров шпоночных пазов

Размеры шпоночного паза и определяются по ГОСТ 23360-78 для всех форм зубчатых колес и даны в приложении 2.

3.2.3. Зубчатое колесо со ступицей и отверстиями в диске (форма 3)

Зубчатые колеса, выполненные по форме 3 (рис.13) обычно состоят из трех основных элементов - обода (1), несущего на себе зубья, ступицы (2) и диска (3), соединяющего обод со ступицей. Такие зубчатые колеса выполняются, как правило, небольших и средних размеров с интервалом диаметра (d_a) вершин зубьев в пределах: 200 мм<d_a<500 мм. Для облегчения конструкции и для удобства крепления при механической обработке, диски таких колес выполняются с отверстиями (d_o).

Внутренний диаметр (d_об) обода можно рассчитывать по формуле (19), приняв d_об=d_n_в.

Диаметр (d_ст) определяется зависимостью:

d_ст = 1,6_В . (22)

Толщина (δ) диска равна:

δ = 0,3b . (23)

Диаметр (D₀) окружности размещения отверстий определяется по формуле:

. (24)