Шпонкові з'єднання. Шпонкові з'єднання - ГОСТ. Допуски шпонкових з'єднань

Шпонкові з`єднання - це своєрідний вид стикування двох розбірних деталей. Воно є важливим. В даному випадку з`єднуються деталі із застосуванням допоміжного елемента - шпонки.

Область застосування

У цьому плані все досить-таки просто. Застосовується шпонкові з`єднання для проведення стикування валу і маточини. А саме для запобігання їх спільного провороту під час передачі крутного моменту. Також використовують зазначені сполуки, хоча не так широко, для недопущення зсуву плоских деталей. Надалі будемо мати на увазі тільки перший випадок.

Різновиди

Шпонкові з`єднання поділяють на кілька груп:

1. Залежно від ступеня рухливості. Це важлива характеристика. У цьому плані розрізняють:

• Рухоме з`єднання. У даному випадку з направляючої або ковзної шпонкою.
• Нерухоме з`єднання.

2. У другій групі розглядають зусилля, яке діє в з`єднанні. Тут виділяють два види:

• Напружені. У такому з`єднанні зусилля створюється при складанні. Воно існує окремо від самої робочого навантаження.
• Ненапружені. У такому з`єднанні зусилля створюється тільки при наявності робочого навантаження.

3. З`єднання поділяють з вигляду використовуваних шпонок. А саме:

• Призматична.
• Сегментна.
• Циліндрична.
• Клинова.
• Тангенціальна.

Далі охарактеризуємо кожен вид шпонки окремо. Однак спочатку необхідно сказати, що дані деталі в основному виготовляються з якісних, міцних сталей середньовуглецевих: 45, 50, 55. Це достовірний факт. Для того щоб підвищити міцність шпонок, заготовки для їх виготовлення зазвичай піддаються термічній обробці. Вона покращує їх якість.

Призматична шпонка

Дана деталь буває трьох видів. Тобто підрозділяється на напрямні, заставні і ковзаючі. Через те що призматичні шпонки важко замінювати один одним через індивідуальної підгонки, їх не використовують у великому виробництві. Це є їх головним недоліком. Ще одним мінусом в даному випадку є здатність до перекидання при зносі.

Сегментні шпонки

Цей вид не має таких недоліків, як перші. Тому їх легко застосовувати у виробництві. Але у них є недолік, який не дозволяє їх широко використовувати - це велике перетин валу. Це не дозволяє їх встановлювати на навантажених вигинами ділянках валу.

Циліндричні шпонки

Це ще один важливий вид. Застосовуються вони в основному на кінцевих ділянках валу. При їх використанні необхідно, щоб з`єднані матеріали не відрізнялися по щільності і твердості. Це заважає широко застосовувати цей вид шпонок в великому виробництві.

Тангенціальна шпонка

Дана деталь складається з двох частин. Це своєрідний призматичний клин, який має прямокутний поперечний переріз. Встановлюють тангенціальні шпонки парами з кутом в 120-180 градусів. Перевагою даних деталей є те, що їх матеріал працює на стиск, а також тут є найкраща форма відповідного паза щодо концентрації відповідних напруг. Мінусом такої шпонки можна вважати її складний пристрій. Застосовують дані деталі у важкому машинобудуванні.

Шпонки клинові

Вони момент передають з використанням сил тертя.

Плюси зазначеної деталі:

- Шпонкові з`єднання в даному випадку витримує невелику осьову навантаження.

- Відзначена хороша робота при дії змінних навантажень.

- Не треба використовувати додаткові деталі, які будуть утримувати від осьового переміщення маточину.

Мінусами даної шпонки є:

- Складність в розбиранні при ремонті.

- Сильне зміщення від центру маточини по відношенню осі валу. Це істотний факт.

- При наявності малої довжини маточини можливий її істотний перекіс, а також не виключено осьове биття деталі, яка закріплюється (шків, зубчасте колесо).

Допуски шпонкових з`єднань

Дане визначення є немалозначімим. Для забезпечення якості роботи призначають допуски шпонкових з`єднань. Це важливо знати. Визначає шпонкові з`єднання ГОСТ 2.308-79 «Єдина система конструкторської документації. Вказівка на кресленнях допусків форми і розташування поверхонь ». Це відповідна документальна база.

Числові параметри допусків розташування встановлюють з урахуванням наступних співвідношень: Т (пар) = 0,6 Т (ш) - Т (сім0) = 4,0 Т (ш).

Де зазначені позначення передбачають:

- Т (ш) - допуск ширини паза шпоночно b.

- Т (пар) - зазначений параметр паралельності.

- Т (сим) - значення допуску симетричності в диаметральном вираженні.

Отримані розрахункові параметри даних визначень наближають до стандартних. Орієнтуються для цього на ГОСТ 24643.

Посадки шпонкових з`єднань

Точність центрування деталей забезпечується вибором даного параметра. Це важливо враховувати. Поля допусків визначають три типи з`єднань або посадок. Це регулюється стандартами. Далі розглянемо кожен вид докладніше.

Вільне з`єднання

Дана посадка застосовується при складних умовах збірки з однаковими навантаженнями. Використовується для отримання рухомих сполук за умови легкого режиму роботи.

Нормальне з`єднання

Характеризується воно як нерухома посадка, яка не потребує частих розборок. Відрізняється хорошими умовами збірки.

Щільні з`єднання

Визначається вони ймовірністю отримання приблизно незначних однакових натягов у відповідному стикуванні шпонки з обома деталями (їх пазами). Збірку використовують при невеликій кількості реверсних навантажень.

Визначення зазначених з`єднань

Як вже було сказано вище, шпонки в основному виготовляються з якісних і міцних сталей середньовуглецевих (55, 50, 45). Для підвищення міцності даної деталі заготовки для них зазвичай піддаються термічній обробці, яка покращує їх якість.

Коли розробляють шпонкові з`єднання, креслення якого попередньо становлять, то висоту і ширину даної деталі використовують по стандарту ГОСТ 2336-7, враховуючи при цьому діаметр використовуваного валу. В даному випадку нічого немає складного. Довжину шпонки беруть залежно від використовуваної маточини. Порівнюють це з нормами відповідного стандарту. Правильність вибору певних параметрів шпонки перевіряють, застосовуючи важливий розрахунок шпоночно з`єднання на міцність. У даному обчисленні немає нічого складного. Наприклад, умовою міцності в даному випадку є така формула:

sigma-см = F1 / Асм le- [sigma-см].

Тут F1 - параметр окружний сили на шківа (Н). Асм є площею смятия (ммsup2-). Визначається дане значення наступною формулою: (0,94h-t1) lp.

В даному випадку lp = l-в є робочою довжиною шпонки з торцями округленими. Вимірюється даний параметр в міліметрах. l - це повна шпонкова довжина.

Значення в, h, t1 є стандартними розмірами по ГОСТ 23360 - 78.

[Sigma-см] - параметр допустимої напруги на зминання (Н / ммsup2-). При використанні чавунної маточини [sigma-см] приймається в певному межі: 55 ... 95 Н / ммsup2-.

Робочу довжину шпонки розраховують таким чином:

lp = 32 - 6 = 26 мм.

Визначення площі зминання:

Асм = (0,94middot-6 - 3,5) middot-26 = 55,64 ммsup2-.

Величину F1 приймаємо за отриманими вимірам. В даному випадку F1 = 1200 H.

В результаті цього обчислення розрахункового напруги буде виглядати так:

sigma-см = 1200 / 55,64 = 21,56 Н / ммsup2-.

Це вказує на виконання умови міцності:

sigma-см = 21,56 < [&sigma-см]( 55…95 Н/мм²-).

Гідності шпоночно з`єднання

Тут вбачається наступне:

• Конструкції надійні і міцні.
• Вони легко збираються і розбираються.
• Низька вартість.
• Їх легко виготовляти.

Недоліки

У цьому плані вбачають наступне:

• Шпонковим пазом послаблюється перетин валу і маточини.
• У багатьох з`єднаннях спостерігається децентровка. Тобто відносне зміщення осей маточини і вала наполовину діаметрального зазору.
• У кутах шпоночно паза високий рівень напружень.