75

Разъёмные соединения

Разъемными называют соединения, разборка которых проис­ходит без нарушения целостности составных частей изделия. Разъем­ные соединения могут быть как подвижными, так и неподвижными. Наиболее распространенными в машиностроении видами разъемных со­единений являются: резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые, клиновые и профильные. 

Шпоночные СОЕДИНЕНИЯ (ШС)

1 . Общие сведения

ШС служат для передачи крутящего момента от вала к ступице детали (шкивы, зубчатые колеса, муфты, маховики, кулачки и т. д.) или наоборот.

ШС применяют во всех отраслях машиностроения.

Достоинства ШС: - Простота конструкции

- сравнительно низкая стоимость.

Недостатки ШС: - концентрация напряжений в зоне

шпоночной канавки снижает

сопротивление усталости вала.

- невысокая прочность шпонки.

- не рекомендуют для быстроходных

динамически нагруженных валов.

2 . КЛАССИФИКАЦИЯ ШС

3. Особенности применения шс

При передаче вращающего момента шпоночным соединением применение посадок колеса на вал с зазором недопустимо, а посадок переходных нежелательно. Если в соединении имеется зазор, то при вращении вала происходит обкатывание со

с кольжением поверхностей вала и отверстия колеса, которое приводит к их изнашиванию. Поэтому при передаче момента шпонкой на посадочных поверхностях вала и отверстия колеса следует создавать натяг, гарантирующий нераскрытие стыка.

При установке зубчатых колес на валы с натягом очень трудно бывает совместить шпоночный паз колеса со шпонкой вала. Для облегчения сборки рекомендуют предусматривать направляющий цилиндрический участок вала с полем допуска d11 (рис. а). Иногда вместо направления по цилиндрической поверхности концевой участок вала делают на конус.

С этой же целью там, где это возможно, выпускают шпонку за пределы детали (рис.,б). При таком исполнении сохраняется длина посадочного участка вала, что предпочтительнее, хотя и сложнее в изготовлении, так как на сопряженной детали необходимо выполнять паз для выступающего конца шпонки.

В каждом из двух рассмотренных вариантов вначале путем свободного поворота колеса относительно вала совмещают шпоночный паз колеса со шпонкой, а затем напрессовывают колесо на вал.

На одном валу может быть установлено несколько деталей, передающих крутящий момент (см. рис). При этом шпоночные пазы соединения зубчатое колесо - вал и шкив - вал должны, по возможности, иметь одинаковую ширину и располагаться на одной линии. Это позволяет обрабатывать шпоночные пазы при одной установке.

С оединение клиновыми шпонками (например, врезной клиновой шпонкой; рис.) характеризуется свободной посадкой ступицы на вал (с зазором); расположением шпонки в пазе с зазорами по боковым граням^** (рабочими являются широкие грани шпонки); передачей вращающего момента от вала к ступице в основном силами трения, которые образуются в соединении от запрессовки шпонки. Запрессовка шпонки смещает центры вала и ступицы на величину Δ, равную половине зазора посадки и деформации деталей. Это смещение вызывает дисбаланс и неблагоприятно сказывается на работе механизма при больших частотах вращения.

Клиновая форма шпонки может вызвать перекос детали, при котором ее торцовая плоскость не будет перпендикулярна оси вала. Обработка паза в ступице с уклоном, равным уклону шпонки, создает дополнительные технологические трудности и часто требует индивидуальной пригонки шпонки по пазу. Такая пригонка совершенно недопустима в условиях массового производства. Эти недостатки послужили причиной того, что применение клиновых шпонок резко сократилось в условиях современного производства.

П араллельность граней призматической шпонки позволяет осуществлять подвижные в осевом направлении соединения ступицы с валом (коробки скоростей и др.). Силы трения, возникающие при перемещении ступицы в подвижном соединении, могут нарушить правильное положение шпонки, поэтому ее рекомендуют крепить к валу винтами (рис., а). В некоторых конструкциях подвижных соединений целесообразно применять короткие шпонки, прикрепленные к ступице (рис., б).