- •1.Шпоночные соединения
- •Ненапряженные соединения создаются при использовании призматических шпонок {рис. 3.1.2) и сегментных шпонок (рис. 3.1.3).
- •Расчет шпоночных соединений. Критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность.
- •Рекомендации по конструированию шпоночных соединений.
- •2.Зубчатые (шлицевые) соединения
- •Достоинства шлицевых соединений:
- •Критерии работоспособности шлицевых соединений.
- •2. Большие значения — для легких режимов нагрузки.
- •А) Центровка по верхней поверхности б) Центровка по наружному диаметру
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 - .