Шпоночные соединения и их сборка

Реферат на тему: «Шпоночные соединения и их сборка»

Выполнил студент гр. 16 МН1

Рвянин А.А.

Проверила к.т.н. доцент

Сорокина Н.В.

Пенза 2020

Шпоночные соединения и их сборка

Шпоночное соединение образуется шпонкой - стержнем, находящимся одновременно в пазах вала и установленной на него детали. Шпонки служат для передачи крутящего момента от вала к ступице, установленной на нем детали или наоборот, от этой детали к валу. Кроме этого шпонки фиксируют на валу положение детали в осевом направлении.
     По условиям эксплуатации шпоночные соединения подразделяются на напряженные и ненапряженные. Напряженными называют соединения, в которых при отсутствии внешних сил и моментов постоянно действуют внутренние силы упругости, возникающие в результате предварительной затяжки.
      В зависимости от конструкции различают шпоночные соединения с призматическими, сегментными, направляющими, скользящими и клиновыми шпонками, каждое из которых имеет свои преимущества и недостатки.
      Призматические шпонки (рис.1, а) имеют прямоугольное сечение, противоположные грани у них параллельны. Работают эти шпонки боковыми сторонами. Они изготовляются в двух исполнениях: с закругленными и плоскими торцами. Соединение шпонки с валом неподвижное напряженное. В паз втулки (ступицы) шпонка входит с зазором.

Рис.1. Шпонки:

а - призматическая; б - сегментная; в - направляющая; г - скользящая; д - клиновые: 1 - тангенциальная; 2 - фрикционная; 3 - на лыске; 4 - врезная

Сегментные шпонки (рис.1, б) подобно призматическим работают боковыми гранями. При необходимости по длине вала могут устанавливаться две, а иногда и три шпонки. К преимуществам сегментных шпонок относятся простота изготовления, как самих шпонок, так и пазов под них, к недостаткам - необходимость изготовления глубоких пазов в валах, что снижает прочность последних. В связи с этим сегментные шпонки применяют только для передачи сравнительно небольших моментов.
   Направляющие шпонки (рис.1, в) применяют в тех случаях, когда ступица должна иметь возможность перемещаться вдоль вала. Эти шпонки крепят к валу при помощи винтов. Для крепления шпонки к валу в ней выполняют два отверстия, имеющих углубления под головки винтов. Еще одно отверстие выполняется в шпонке для подвода смазки. Соединение шпонки с валом - неподвижное плотное, со ступицей - свободное с зазором.
   Скользящие шпонки (рис.1, г) применяют вместо направляющих в тех случаях, когда требуется значительное перемещение ступицы вдоль вала. Шпонка имеет цапфу, которая входит в отверстие, выполненное в ступице, перемещаемой по валу. При изменении положения детали на валу шпонка перемещается по пазу вала вместе со ступицей.
   Клиновые шпонки (рис.1, д) в совокупности с валом, втулкой и шпонкой образуют напряженное соединение. Они представляют собою клин прямоугольного сечения с уклоном 1:100. Работают они широкими гранями и обеспечивают неподвижное крепление детали на валу; плохо центрируют деталь и поэтому применяются только для тихоходных неответственных передач.
   В зависимости от конструкции различают четыре вида клиновых шпонок:
-тангенциальная шпонка 1 состоит из двух клиньев, установленных навстречу друг другу в канавку вала вдоль его образующей. Обеспечивает передачу крутящего момента только в одну сторону. При необходимости реверсирования вращения устанавливают две шпонки под углом 120°, передающие большие крутящие моменты, но ослабляющие прочность вала;
-фрикционная шпонка 2 имеет на опорной поверхности сферическую выемку, соответствующую диаметру вала. Прочность вала при использовании таких шпонок не снижается, но они не могут передавать значительных крутящих моментов и находят применение в приборостроении;
  -шпонка на лыске 3 устанавливается на специальную площадку, выполняемую на валу. Лыска незначительно ослабляет вал, но эти шпонки значительно хуже, чем врезные, удерживают соединяемую с валом деталь;
  -врезная шпонка 4, поперечное сечение которой имеет форму прямоугольника, устанавливается в пазы, выполненные в валу и ступице. Она обеспечивает надежное соединение и передачу значительных крутящих моментов, но снижает прочность вала на 6...10%.
    При сборке шпоночных соединений большое значение имеет строгое соблюдение посадок в соединении шпонки с валом и ступицей. Одной из основных причин неправильного распределения нагрузки и смятия шпонки является увеличение зазора в соединении. К смятию может также привести неправильное расположение паза на валу. Нередко наблюдается и перекос осей пазов относительно оси вала, что значительно затрудняет сборку шпоночного соединения и вызывает перекос охватывающей детали на валу.
    Пригоночные работы и контроль соединений осуществляют, как правило, только в условиях мелкосерийного и единичного производства.
    Пригонку соединения ведут в такой последовательности:
1) устанавливают вал в горизонтальном положении на призмах, установленных на плите;
2) пришабривают боковые стенки паза вала, обеспечивая их параллельность (допускаемое отклонение от параллельности - не более чем 0,01 мм на 200 мм длины паза);
3) после пригонки стенок шабрят дно паза.