книги из ГПНТБ / Серебренников Ю.Н. Детали машин учебник для авиационных специалистов

осуществляется только за счет трения, поэтому шпонка мо­ жет передавать небольшие крутящие моменты.

Единственным достоинством фрикционной шпонки яв­ ляется отсутствие ослабления вала при ее установке. Фрик­ ционная шпонка с головкой показана на рис. 128, а.

Иклои 1JQIL

логично фрикционной шпонке, но с плоской поверхностью, прилегающей к валу (рис. 128,6). Для установки шпонки на валу снимается лыска (плоская поверхность). Передача крутящего момента осуществляется за счет трения и ча­ стичного защемления на лыске.

Врезная шпонка. Конструкция шпонки аналогична шпонке на лыске, но для ее установки делаются шпоночные пазы на валу и на насаживаемой на вал детали (рис. 127, в).

нои стороной на полную глубину,

что значительно увеличивает пло­

щадь смятия. Для работы шпонки большое значение имеет направление вращения. Так тангенциальная шпонка, по­ казанная на рис. 127, а, может передать крутящий момент, действующий только против часовой стрелки. Передача крутящего момента происходит главным образом за счет работы шпонки на смятие. Затяжные шпонки клиновидной формы предотвращают перемещение деталей вдоль вала в сторону головки шпонки.

Для удобства установки шпонок шпоночный паз обычно делается длиной не менее двойной длины шпонки (рис. 130).

111

Закладные шпонки свободно закладываются в шпоночные пазы и образуют ненапряженное шпоночное соединение. Из закладных шпонок наибольшее распростра­ нение получили призматические шпонки (рис. 131) с. за­ кругленными или плоскими торцами и сегментные шпонки

(рис. 132). Оба вида шпонок передают вращение за счет работы самих шпонок на срез, смятие и изгиб.

/--сопрягаемые детали; 2 — шпонка; 3 — шпоночный паз

Детали, насаженные на вал с применением призматиче­

ских и сегментных шпонок, необходимо фиксировать в осе­ вом направлении, так как эти шпонки осевых усилий не воспринимают.

Шпоночные пазы для закладных шпонок делают дли­

ной, равной длине шпонки (рис. 133).

Иногда призматические шпонки применяют как направ­

ляющие для перемещения деталей вдоль вала на значи­ тельное расстояние, например в подъемниках с вращаю­ щейся головкой. Направляющие шпонки к валу обычно крепятся винтами (рис. 134).

Все шпонки стандартизованы. В качестве материала для шпонок чаще всего применяются углеродистые стали

(Ст. 6 или Ст. 45).

112

Работа и расчет шпонок

В затяжных шпонках верхняя и нижняя грани испыты­ вают напряжение смятия от затяжки их при установке, ве­ личину которого невозможно определить, так как сила за­ тяжки неопределенна и неизвестен закон распределения этих напряжений.

Сложные и недостаточно известные напряжения, возни­ кающие в теле шпонок, не позволяют теоретическим рас­ четом определить точные ее размеры. Поэтому шпонки на практике выбирают по таблицам ОСТ (см. табл. 14) в за­ висимости от диаметра вала и затем проверяют на проч­ ность приближенным методом.

Таблица 14

Диаметр вала, мм . . . 42—48 48—55 55—65 65—78 78—90 90—105

Наиболее опасной деформацией является смятие, на ко­ торое и ведется проверочный рассвет по уравнению

СМ

определение длины шпонки, или ступицы, насаженной на вал детали.

Шпоночные соединения, являясь наиболее простым ви­ дом закрепления вращающихся деталей на валах и осях, обладают рядом существенных недостатков, резко ограни­ чивающих их применение в современном машиностроении.

К числу главных недостатков можно отнести следую­ щие:

1. Возможность передачи только небольших крутящих моментов.

2.Ослабление вала шпоночными пазами.

3.Плохая центровка, особенно при затяжных шпонках,

создающая эксцентричность посадки (рис. 136).

В современных авиационных конструкциях в силу ука­

занных недостатков шпонки не применяются и лишь встре­

чаются в механизмах спецоборудования самолета, где пе­

редача незначительных крутящих моментов производится призматическими и сегментными шпонками.

Пример. Проверить прочность сегментной шпонки, при помощи которой крепится якорь самолетного генератора к гибкому валику, если развиваемая генератором мощность N = 9 кет при п = 9000 об1мин.

Размеры даны на рис. 137.

1 14

их преимуществ по сравнению со шпоночными соедине­ ниями:

1.Возможностью передачи больших крутящих моментов.

2.Лучшим центрированием деталей, исключающее «бие­ ние» вала во время работы при больших числах оборотов

вследствие наличия эксцентриситета.

3.Меньшим ослаблением вала ввиду меньшей глубины

пазов, что возможно сделать за счет увеличения числа шли­ цев.

4. Составляя одно целое с ва­ лом, шлицы не выворачиваются из пазов, создавая надежное со­ единение.

Недостатком шлицевых соеди­ нений является то, что они не вос­ принимают осевых усилий, поэто-

му детали, насаженные на вал с помощью шлицев, должны иметь дополнительные фиксирующие приспособления.

По форме профиля шлицев различают следующие виды шлицевых соединений:

Прямоугольные шлицевые соединения с центриро­ ванием по диаметру вала d (рис. 139, а), с центрированием по диаметру шлицев D (рис. 139,6) и с центрированием по боковым поверхностям (рис. 139, в). Прямоугольные шли­

цевые соединения стандартизованы ГОСТ 1139—41. Стандартом предусмотрено 3 серии — легкая, средняя

и тяжелая, отличающиеся друг от друга высотой и количе­

ством шлицев. В таблице 16 даны размеры некоторых шли­ цевых соединений.

Прямоугольные шлицевые соединения широко приме­ няются в конструкциях авиационных реактивных двигате­

лей, например, валы турбины и компрессора с соединитель-

116

* г — число шлицев; b — ширина шлица у основы; D — диаметр шлицев.

ной муфтой двигателя ВК-1 соединяются на прямоуголь­ ных шлицах, шлицевой валик привода коробки самолетных агрегатов имеет прямоугольные шлицы и др.

Трапециевидные шлицевые соединения с центри­ рованием по боковым поверхностям (рис. 140).

Трапециевидные соединения не стандартизованы. По сравнению с прямоугольными имеют большую прочность основания выступа. Примером могут служить шлицы про­ межуточной рессоры коробки приводов двигателя ВК-1.

Эвольвентные шлицевые соединения, находящие все большее применение благодаря возможности их изго­

товления на зуборезных станках. Центрирование эволь-

вентных соединений производится только по боковым по­

117

теля с фланцем вала турбины. Ведущая и ведомая втулки соединительной муфты двигателя соединяются с помощью

эвольвентных шлицев.

Треугольные шлицевые соединения или мелкошли­

цевые, называемые так из-за малого шага, применяются главным образом в авиационной промышленности. Соглас­

крепления стабилизатора. Примером торцевого соединения

может служить и контровка тарелочки газораспределитель­ ного клапана в поршневых авиадвигателях.

б) Диаметральные соединения, у которых мелкие шли­ цы насечены на поверхностях соединяемых деталей по ок­ ружности. На рис. 143 показано крепление кронштейнов тяг управления карбюраторами поршневого авиационного двигателя.

Диаметральные шлицевые соединения имеются и в кон­ струкции самолета, например, на пульте управления неко­ торых самолетов крепление барабана и блоков системы уп­ равления триммерами осуществлено с помощью диаметраль­ ных мелких шлицев. Диаметральные шлицы есть и на рычаге гасителя колебаний передней стойки шасси самолета и т. п.

118