Виды шпонок, материал

ОП.13 «Технические измерения»

Гр. МТ.18

Тема 10.1 (29.04) – 80 мин.

Шпоночные соединения

Цели занятия:

1. Изучить и законспектировать основные понятия темы лекции, предназначение и виды шпонок.

2. Ответить на тест, который расположены после лекции. На вопросы  ответить и оформить в конспекте, сфотографировать на телефон и выслать в ВК https://vk.com/id273492704.

Выполнить до 30.04.20.

План

1. Общие сведения о шпоночных соединениях

2. Виды шпонок, материал

Краткий опорный конспект лекционного материала оформить в конспекте, сфотографировать на телефон и выслать: в ВК https://vk.com/id273492704,dist-obuchenie@mai.ru.

Рекомендуемая литература: Зайцев С.А., Куранов А.Д., Толстов А.Н. Допуски, посадки и технические измерения в машиностроении стр. 268-271.

Лекция

Общие сведения о шпоночных соединениях

Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки, маховика и т.д.).

Шпонка – деталь, соединяющая вал и ступицу. Она служит для передачи вращающего момента от вала к ступице или наоборот.

Достоинствами шпоночного соединения являются простота конструкции, низкая стоимость, удобство сборки-разборки, вследствие чего их широко применяют во всех отраслях машиностроения.

К недостаткам шпоночного соединения можно отнести ослабление вала и ступицы шпоночными пазами. Шпоночный паз не только уменьшает поперечное сечение, но и вызывает значительную концентрацию напряжений. Шпоночные соединения не рекомендуют для быстроходных динамически нагруженных валов.

Рисунок 1- Шпоночное соединение: вал, ступица, призматическая шпонка

Виды шпонок, материал

Шпоночные соединения можно разделить на две группы: ненапряженные и напряженные. К ненапряженным относят соединения призматическими и сегментными шпонками, к напряженным – соединения клиновыми шпонками.

Шпонки стандартизованы:

- призматические шпонки – ГОСТ 23360-78

- сегментные шпонки – ГОСТ 24071-97

- цилиндрические шпонки (штифты) – ГОСТ 3128-70, ГОСТ 12207-79

- клиновые шпонки – ГОСТ 24068-80

- тангенциальные клиновые шпонки – ГОСТ 24069-97, 24070-80

В машиностроении наибольшее распространение нашли ненапряженные неподвижные шпоночные соединения как более простые в изготовлении, клиновые шпонки применяются редко.

Рисунок 2- Шпоночное соединение призматической шпонкой

Призматические шпонки применяют для неподвижных и подвижных соединений. В случаях, когда ступица должна перемещаться вдоль вала, устанавливают направляющие или скользящие призматические шпонки.

Шпоночные пазы на валах выполняют фрезерованием дисковой (предпочтительнее, так как быстрее и точнее) или концевой фрезой, в ступицах – протягиванием или долблением.

Концы призматических шпонок могут скругленными или плоскими (на рисунке).

                                Рисунок 3-Призматические шпонки

Призматические шпонки вставляют в паз вала с натягом (рабочие грани - боковые), а в паз ступицы по посадке с зазором.

Сегментные шпонки можно считать разновидностью призматических шпонок. Глубокая посадка шпонки обеспечивает ей более устойчивое положение по сравнению с призматической шпонкой, однако глубокий паз также и значительно ослабляет вал, поэтому сегментные шпонки применяют, в основном, для закрепления деталей на малонагруженных участках вала.

Клиновые шпонки представляют собой клинья обычно с уклоном 1:100. В отличие от призматических и сегментных шпонок у клиновых шпонок рабочими являются широкие грани, а на боковых гранях имеется зазор. Клиновые шпонки создают напряженное соединение, способное передавать вращающий момент, осевую силу и ударные нагрузки. Однако клиновые шпонки вызывают радиальные смещения оси ступицы по отношению к оси вала на величину радиального посадочного зазора и контактных деформаций, а следовательно, увеличивают биение установленной детали. Поэтому область применения клиновых шпонок в настоящее время невелика. В точном машиностроении и в ответственных соединениях их не используют.

Стандартные шпонки изготовляют из конструкционной углеродистой стали с пределом прочности не менее 500 МПа. Чаще всего применяют стали марок Ст6; 45; 50; 60. Значение допускаемых напряжений смятия зависит от режима работы, прочности материалов вала и ступицы, типа посадки ступицы на вал - в пределах [напряжения смятиясм] = 60…150 МПа (меньшие значения для чугунных ступиц и при неравномерной и ударной нагрузке, большие – для стальных ступиц).

В условном обозначении призматической шпонки указывают номерисполнения (кроме исполнения 1), размеры поперечного сечения bхh, длину шпонки l и номер стандарта. Призматическая шпонка исполнения 1 (скругленная с двух сторон) и размерами b = 8 мм, h = 7 мм, l = 18 мм: Шпонка 8х7х18 ГОСТ 23360-78.

Ответить на тест контроль в конспекте лекций сфотографировать на телефон и отправить ВК

1. Выберите правильное определение шпонки.

A. Деталь машины или механизма, представляющая собой призматический или клинообразный брусок для соединения вала с надетой на него деталью.

B. Впадина на валу, в которую входит зуб сопряжённой детали.

C. Простой механизм в виде призмы, рабочие поверхности которого сходятся под острым углом.

D. Крепёжная резьбовая деталь в виде цилиндрического стержня с головкой.

E. Деталь в виде круглого стержня или трубы, с одной стороны имеющая закладную головку.

 

2. Шпоночное соединение - это…

A. соединение вала и отверстия с помощью шлицов и впадин радиально расположенных на поверхности;

B. соединение охватывающей и охватываемой детали для передачи крутящего момента;

C. разъёмное соединение деталей машин при помощи винтовой или спиральной поверхности;

D. неразъёмное соединение деталей при помощи шпонки;

E. неподвижное соединение деталей, предотвращающее самоотвинчивание крепежных деталей.

 

3. Шпоночное соединение служит для…

A. передачи крутящего момента от вала к ступице или наоборот;

B. компенсации изменений длины карданного вала;

C. непосредственного сочленения двух деталей;

D. для передачи мощности от двигателя к рабочей машине;

 

4. Какой формы шпонки не существует?

A. Торцевые.

B. Призматические.

C. Сегментные.

D. Цилиндрические.

E. Конусные.

 

5. Где применяют призматические шпонки?

A. Применяются только для неподвижных соединений.

B. На валах и втулках подвижных соединений.

C. В неподвижных соединениях с обязательным выходом шпоночного паза на торце вала.

D. Применяются при соединениях в торец или при наращивании.

E. На валах и втулках неподвижных и подвижных соединений.

 

6. Что является основным критерием работоспособности шпоночного соединения?

A. Прочность на смятие.

B. Сопротивление усталости.

C. Износостойкость.

D. Жесткость.

E. Прочность на растяжение.

 

7. Из перечисленных ниже достоинств шпоночного соединения выберите лишнее.

A. Простота конструкции.

B. Надежность.

C. Легкость сборки и разборки.

D. Самопредохранение от перегрузки.

E. Невысокая стоимость.

 

8. Основным недостатком шпоночного соединения является…

A. ослабление вала и ступицы насаживаемой детали шпоночными пазами;

B. высокая стоимость;

C. снижение нагрузочной способности сопрягаемых деталей из-за ослабления их поперечных сечений шпоночными пазами;

D. неудобство центрировки стыкуемых элементов.

 

9. К какому виду относится шпоночное соединение?

A. Неразъемное подвижное или неподвижное соединение.

B. Разъемное неподвижное или подвижное соединени.

C. Резьбовое.

D. Разъемное подвижное.

E. Неразъемное неподвижное.

 

10. Какой материал не использую для изготовления шпонок?

A. Чугун.

B. Сталь.

C. Карбон.

D. Пластмасса.