Методические указания

ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Шпоночные соединения являются разновидностью разъемных соединений и применяются для передачи крутящего момента с вала на соединяемую с ним деталь (шестерню, шкив, муфту и т.д.).

По форме шпонки бывают:

а) призматические и сегментные, передающие только крутящий момент;

б) клиновые, способные передавать крутящий момент и осевое усилие.

Соединение призматическими шпонками. Призматические шпонки имеют в поперечном сечении прямоугольник. Сечение шпонки зависит от диаметра вала, длина шпонки - от передаваемого крутящего момента и конструктивных особенностей соединения. Размеры призматических шпонок определяются по ГОСТ 23360-78. Длина паза на валу (шпоночной канавки) обычно равна длине призматической шпонки. Длина шпонки меньше ширины ступицы колеса на 4 - 5 мм. Ширина ступицы выбирается в зависимости от диаметра вала (l = 1,5 d). По форме торцов шпонки бывают трех исполнений: исполнение 1 - оба торца закруглены; исполнение 2 - оба торца плоские; исполнение 3 - один торец закруглен, второй - плоский.

Конструкцию шпоночного соединения показывают во фронтальном разрезе осевой плоскостью (на главном виде). Шпонку при этом изображают неразрезанной, на валу выполняют местный разрез. Вторым изображением шпоночного соединения служит сечение плоскостью, перпендикулярной к оси вала (на виде слева). Зазор между основанием паза во втулке (ступице колеса) и шпонкой показывают увеличенным. На сборочном чертеже шпоночного соединения фаски или скругления, имеющиеся на боковых ребрах, не указываются (рис. 14).

Рис. 14

Соединение сегментными шпонками. Работа сегментных шпонок в соединении аналогична призматическим, так как передача крутящего момента осуществляется боковыми гранями шпонок и пазов.

По таблице ГОСТ 24071-80 определяют размеры сегментных шпонок и соответствующих им шпоночных пазов на валах и во втулках (рис. 15).

Рис. 15

Соединение клиновыми шпонками. ГОСТ 24068-80 распространяется на шпоночные соединения с клиновыми шпонками и устанавливает размеры и предельные отклонения размеров шпонок и соответствующих им шпоночных пазов на валах и во втулках.

Глубина паза определяется по таблице стандарта, а длина его принимается равной не менее двойной длины самой шпонки для того, чтобы шпонку можно было завести в паз и переместить вдоль него для закрепления. Аналогичный по ширине паз выполняется в ступице соединяемого колеса на всю ее длину. На валу паз не имеет уклона, а дно паза в ступице выполняют с уклоном 1: 100, как в шпонке. В соединении шпонка частично заходит в паз на валу и частично в паз ступицы колеса, обеспечивая тем самым одновременное вращение вала с колесом (рис. 16).

В задании указаны диаметр вала d и длина ступицы колеса L. Пользуясь таблицей стандарта, определяют размеры клиновой шпонки (b ´ h), глубину t паза для вала, глубину t ₁ ступицы, длину шпонки l и др.

Условные обозначения шпонок определяются стандартами и включают в себя: наименование, исполнение, размеры b ´ h ´ l, номер стандарта.

Рис. 16

Примеры условного обозначения:

1) призматическая шпонка исполнения 1 с размерами b = 18 мм, h = 11 мм, l = 100 мм:

Шпонка - 18´11´100 ГОСТ 23360-78;

2) то же исполнения 2:

Шпонка 2 - 18´11´100 ГОСТ 23360-78;

3) сегментная шпонка исполнения 1 с размерами b ´ h = 5´6,5 мм:

Шпонка 5 ´ 6,5 ГОСТ 24071-80;

4) клиновая шпонка исполнения 1 с размерами b = 18 мм, h = 11 мм, l = 100 мм:

Шпонка 18 ´ 11 ´ 100 ГОСТ 24068-80.

ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Шлицевое соединение представляет собой многошпоночное соединение, в котором шпонки (шлицы) выполнены заодно с валом и расположены параллельно его оси. Шлицевые соединения, как и шпоночные, применяются для передачи крутящего момента, а также в конструкциях, в которых необходимо перемещение деталей вдоль оси вала, например, в коробках скоростей, где по валам перемещают блоки зубчатых колес, муфты и т.д.

Благодаря большому числу выступов на валу шлицевое соединение может передавать большие мощности по сравнению со шпоночным соединением и обеспечивать лучшую центровку вала и колеса.

По форме поперечного сечения шлицы бывают прямобочные, эвольвентные и треугольные.

При соединении деталей (вала с колесом) их соосность достигается одним из трех способов центрирования деталей, что значительно точнее, чем у шпоночного соединения:

а) по наружному диаметру D;

б) по внутреннему диаметру d;

в) по боковым сторонам зубьев b;

На чертежах и в технических документах шлицевые соединения обозначаются условно. Условное обозначение соединения указывается на полке линии-выноски, проведенной от наружного диаметра вала, и включает в себя буквенный знак поверхности центрирования (b, d, D), число зубьев z, размеры диаметров d и D и номер стандарта на шлицевое соединение соответствующего профиля.

Пример условного обозначения:

шлицевое соединение прямобочного профиля с центрированием по внутреннему диаметру d:

d 6 ´ 28 ´ 34 ГОСТ 1139-80.

Условные изображения шлицевых валов, отверстий и их соединений на чертежах выполняют по ГОСТ 2.409-74.

Окружности и образующие поверхностей выступов (зубьев) валов и отверстий показывают на всем протяжении сплошными основными линиями. Окружности и образующие поверхностей впадин показывают сплошными тонкими линиями, а на продольных разрезах - сплошными основными линиями.

На плоскости, перпендикулярной к оси зубчатого вала или отверстия, показывают профиль одного зуба (выступа) и двух впадин, а фаски на конце шлицевого вала и в отверстии не показывают.

Границу зубчатой поверхности вала, а также границу между зубьями полного профиля и сбегом показывают сплошной тонкой линией. Тонкими линиями изображают линию сбега шлицев.

На продольных разрезах зубья условно совмещают с плоскостью чертежа и показывают нерассеченными.

При изображении шлицевого соединения в сборе, в разрезе зубья вала принято показывать всегда видимыми, а зубья охватывающей детали - закрытыми. Поэтому на чертеже изображают только ту часть поверхности, которая не закрыта валом.

Радиальный зазор между зубьями и впадинами вала и отверстия не показывают.

Тема 4