Лекция 2

РАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Учебные вопросы:

1.ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

2.ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ) СОЕДИНЕНИЯ

1.Шпоночные соединения

Шпонка представляем собой стальной брус, устанавливаемый в паз вала и в паз ступицы зубчатого колеса, шкива, соединительной муфты или звездочки.

Шпонка служит для передачи вращающего момента от вала к ступице и наоборот. Основные типы шпонок стандартизированы. Шпоночные пазы на валах и осях получают фрезерованием концевыми или дисковыми фре­зами, в ступицах паз получают протягиванием.

Шпоночные соединения бывают неподвижными и подвижными и слу­жат для предотвращения относительного поворота ступицы вала при пере­даче вращающего момента.

Достоинства:

простота и надежность соединения;

легкость монтажа и демонтажа;

невысокая стоимость.

Недостатки:

шпоночные пазы ослабляют сечение вала и ступицы;

паз является концентратором напряжений изгиба и кручения;

трудоемкость в изготовления соединения: крепление шпонки в пазу винтами, ручная пригонка по пазу.

Разновидности шпоночных соединений. Шпоночные соединения подразделяют на напряженные и ненапряженные, В напряженном соединении действуют силы упругости, вызванные предвари­тельной затяжкой — монтажные напряжения.

Напряженные соединения получают при применении клиновых и тангенциальных шпонок (рис. 3.1.1).

Рисунок 3.1.1 – Соединение тангенциальными шпонками

Рисунок 3.1.2 - Соединение Рисунок 3.1.3 - Соединение

призматическими шпонками сегментными шпонками

Ненапряженные соединения создаются при использовании призматических шпонок {рис. 3.1.2) и сегментных шпонок (рис. 3.1.3).

В этих случаях при сборке в деталях не возникает предварительных на­пряжений.

Рабочими гранями призматических шпонок (рис. 3.1.2) являются боко­вые поверхности высотой h.

По форме торцов различают шпонки со скругленными торцами, с пло­скими и с одним плоским, а другим скругленным торцом (3.1.4).

Призматические шпонки не удерживают детали от осевого смещения вдоль вала. Фиксируют колеса с помощью распорных втулок, винтов и других деталей.

Геометрические размеры призматической шпонки принимают по ГОСТ 23360—-78 (табл. 1.6) в зависимости от диаметра вала; для сегментных шпо­нок - ГОСТ 24071-80 (табл. 1.7).

Параллельность граней призматической шпонки позволяет осуществить подвижное в осевом направлении соединение ступицы с валом (коробки пе­ремены передач). При перемещении ступицы силы трения могут нарушить правильное положение шпонки, поэтому ее крепят к валу винтами (рис. 3.1.15),

Рисунок 3.1.4 – Шпонка призматическая

Сегментные шпанки (рис. 3.1.3) работают боковыми гранями. Применяют их для передачи сравнительно небольших вращающих моментов. Пазы дня сег­ментных шпонок просты в изготовлении, удобны при монтаже и демонтаже.

Клиновые шпонки имеют уклон верхней грани 1:100, выполняются с голов­ками и без головок. Головка служит для выбивания шпонки из паза. При установке шпонки в пазы вала и ступицы, при забивании создаются силы тре­ния, которые передают вращающий момент и осевую силу. Клиновые шпон­ки применяются относительно редко в тихоходных передачах.

Рисунок 3.1.5 - Крепление шпонки Рисунок 3.1.6 – Соединение с

к валу цилиндрической шпонкой

.

Встречаются соединения цилиндрической шпонкой (штифт) на консоли вала. Отверстие под шпонку сверлят и обрабатывают разверткой после по­садки ступицы на вал (рис. 3.1.6).

Таблица 1.6 – Призматические шпонки (из ГОСТ 23360-78)

Диаметр вала, d					Сечение шпонки					Глубина вала
					b		h		ала t1			Отверстия t2
Св.	12	до	17	5		5		3			2,3
Св.	17	до	22	6		6		3,5			2,8
Св.	22	до	30	8		7		4			3,3
Св.	30	до	38	10		8		5			3,3
Св.	38	до	44	12		8		5			3,3
Св.	44	до	50	14		9		5,5			3,8
Св.	50	до	58	16		10		6			4,3
Св.	58	до	65	18		11		7			4,4
Св.	65	до	75	20		12		7,5			4,9
Св.	75	до	85	22		14		9			5,4
Св.	85	до	95	25		14		9			5,4
Св.	95	до	110	28		16		10			6,4
Св.	110	до	113	32		18		11			7,4

Примечание. 1. Стандартный ряд длин l мм; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 25; 23; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90: 100; 110; 125; 140; 160; 180; до 500.

2. Пример условного обозначения шпонки b=14 мм; h=9 мм; l =-100 мм исполнения: Шпонка 149 ГОСТ23360-78. Обозначение шпонки исполнения 2: Шпонка 2 149 ГОСТ23360-78

Таблица 1.7 – Сегментные шпонки ГОСТ 24071-80

Диаметр вала d			Размер шпонки bhD		Шпоночный паз
Назначение шпонки					Ширина b		Вал t1			Втулка t2			Размер S1 фаски или радиус r1
Передача крутящих моментов	Фиксация элементов	Номин.					Пред. откл.	Номин.		Пред. откл.	Не менее		Не более
От 3 до 4	От 3 до 4	11,44		1,0		1,0		+0,10	0,6		+3,10	0,08		0,16
Св. 4 до 5	Св. 4 до 6	12,6		1,5		2,0			0,8
Св. 5 до 6	Св. 6 до 8	22,67		2,0		1,8			1,0
Св. 6 до 7	Св. 8 до 10	23,710				2,9			1,0
Св. 7 до 8	Св. 10 до 12	2,53,710		2,5		2,7			1,2
Св. 8 до 10	Св. 12 до 15	3513		3,0		3,8		+0,20	1,4
Св. 10 до 12	Св. 15 до 18	36,516				5,3			1,4
Св. 12 до 14	Св. 18 до 20	46,516		4,0		5,0			1,8			0,16		0,25
Св. 14 до 16	Св. 20 до 22	47,519				6,0			1,8
Св. 16 до 18	Св. 22 до 25	56,516		5,0		4,5			2,3
Св. 18 до 20	Св. 25 до 28	57,519				5,5			2,3
Св. 20 до 22	Св. 28 до 32	5922				7,0		+0,30	2,3
Св. 22 до 25	Св. 32 до 36	6922		6,0		6,5			2,8
Св. 25 до 28	Св. 36 до 40	61025				7,5			2,8
Св. 28 до 32	Св. 40	81128		8,0		8,0			3,3		+0,20	0,25		0,40
Св. 32 до 38	Св. 40	11332		10,0		10,0			3,3

Примечание. В зависимости от принятой базы обработки и измерения на рабочем чертеже должен указываться один размер для вала предпочтительный вариант) или d - и для втулки d - .