Шпоночные соединения

Шпонка — деталь, устанавливаемая в разъем двух соединяемых деталей и препятствующая их взаимному перемещению. Применяется чаще всего для передачи вращающего момента. По характеру работы различают ненапряженные (призматические и сегментные) и напряженные (клиновые и тангенциальные) шпонки, а также неподвижные и подвижные шпоночные соединения.

Призматические шпонки бывают нескольких видов и конструкций, но в общем и целом, их можно разделить на следующие типы:

обыкновенные, предназначенные для неподвижных соединений ступиц с валами.
направляющие, с креплением на валу, применяемые при необходимости перемещения ступицы вдоль вала.
скользящие (ГОСТ 12208-66), перемещающиеся вдоль вала вместе со ступицей, с которой соединены посредством цилиндрического выступа.


Диаметр вала, мм	Размеры, мм				Радиус закругления пазов r или фаска Sx45°
	Сечение шпонки		Глубина паза
	Сечение шпонки		вала	втулки
	b	h	t₁	t₂	наименьший	наибольший
6 — 8	2	2	1,2	1,0	0,08	0,16
8 — 10	3	3	1,8	1,4
10 — 12	4	4	2,5	1,8
12 — 17	5	5	3	2,3	0,16	0,25
17 — 22	6	6	3,5	2,8
22 — 30	8	7	4	3,3
30 — 38	10	8	5	3,3	0,25	0,4
38 — 44	12	8	5	3,3
44 — 50	14	9	5,5	3,8
50 — 58	16	10	6	4,3
58 — 65	18	11	7	4,4
65 — 75	20	12	7,5	4,9	0,4	0,6
75 — 85	22	14	9	5,4
85 — 95	25	14	9	5,4
95 — 110	28	16	10	6,4
110 — 130	32	18	11	7,4

Для обеспечения посадок призматических шпонок предусмотрены поля допусков: на ширину паза вала — Н9, N9 и Р9; на ширину паза втулок — D10, Js9 и Р9; на высоту шпонки 2-6 мм — h9 и свыше 6 мм – h11; на длину шпонки h14 и на длину паза — H15.
Сегментные шпонки по ГОСТ 24071-80 применяют при необходимости частого демонтажа узла. Клиновые шпонки по ГОСТ 24068-80 представляют собой самотормозящийся клин с уклоном 1 : 100; они крепят ступицу также и в осевом направлении, из-за возникающих при эксплуатации перекосов эти шпонки применяют только для тихоходных, неответственных деталей. Тангенциальные шпонки по применяют при значительных динамических нагрузках. Возможные дефекты шпоночных соединений и способы ремонта последних приведены в таблице:

Технические требования к шпоночным соединениям предусматривают:

правильность формы и размеров шпонки и пазов вала и ступицы по всей длине;
отсутствие заусенцев и забоин на рабочих поверхностях шпонки и пазов;
параллельность оси шпонки и осей вала или отверстия ступицы;
симметричность боковых поверхностей пазов вала и ступицы относительно диаметральной плоскости;
тщательную пригонку рабочих поверхностей шпонки и пазов; наличие зазоров по высоте для призматических и сегментных шпонок и по ширине для клиновых шпонок.

Порядок сборки соединений с обыкновенной призматической шпонкой представляет собой подготовку нужной шпонки (из чистотянутого прутка). Далее следует пригонка шпонки по пазу вала (припиливание или шабрение по краске). Затем делается запрессовка шпонки в вал прессом, струбцинами или ударами медного молотка. В конце на особо ответственных деталях проводится проверка щупом на предмет отсутствия зазора между боковыми сторонами шпонки и паза; Также возможна пригонка ступицы к боковым сторонам шпонки с минимальным зазором для неподвижных соединений и с гарантированным зазором для подвижных.

При сборке соединений с клиновой шпонкой готовят нужную шпонку; смазывают шпонку и пазы вала и ступицы машинным маслом; ступицу надевают на вал, пазы их совмещают; шпонку вводят в паз и ударом по широкой торцовой части или головке заклинивают, при этом головка шпонки не должна доходить до ступицы, что гарантирует наличие натяга в соединении; при наличии зазора (проверяется щупом с обеих сторон ступицы), который образуется при несовпадении уклонов шпонки и ступицы, соединение разбирают и соприкасающиеся поверхности пригоняют.

Читать еще: Что такое двигатель спш

Шпоночные соединения

Служат для передачи крутящего момента от вала к ступице или наоборот.
Наибольшее распространение получили ненапряженные шпоночные соединения, в которых окружное усилие воспринимается боковыми поверхностями шпонок

Призматические и сегментные шпонки стандартизованы и подбираются по таблицам ГОСТ в зависимости от диаметра вала. Длина шпонок рассчитывается. Материал шпонок — Сталь 45, Сталь 50, для призматических шпонок — чистотянутая по профилю. Как правило, применяют лишь одну шпонку вследствие трудности пригонки нескольких (не более двух)

Расчет ненапряженных шпоночных соединений

Для упрощения расчета предполагается равномерная эпюра распределения нагрузок на боковую поверхность шпонки (хотя в действительности она неравномерна).
Шпонки рассчитываются на смятие и срез от действующего по диаметру вала окружного усилия

где h, b, l — высота, ширина и длина шпонки;

[σ]_см, [τ] — допускаемые напряжения смятия и среза

Длина шпонки выбирается по более опасному напряженному состоянию

Соединения шпоночные с призматическими шпонками по ГОСТ 23360

Основные размеры шпонок и сечений пазов

Диаметр вала d, мм	Ширина шпонки b	Высота шпонки h	Радиус закругления или фаска Sх45°	Глубина паза вала t₁	Глубина паза ступицы t₂
св. 12 до 17	5	5	0,16 — 0,25	3,0	2,3
св. 17 до 22	6	6	0,16 — 0,25	3,5	2,8
св. 22 до 30	8	7	0,16 — 0,25	4,0	3,3
св. 30 до 38	10	8	0,25 — 0,4	5,0	3,3
св. 38 до 44	12	8	0,25 — 0,4	5,0	3,3
св. 44 до 50	14	9	0,25 — 0,4	5,5	3,8
св. 50 до 58	16	10	0,25 — 0,4	6,0	4,3
св. 58 до 65	18	11	0,25 — 0,4	7,0	4,4
св.65 до 75	20	12	0,4 — 0,6	7,5	4,9
св. 75 до 85	22	14	0,4 — 0,6	9,0	5,4
св. 85 до 95	25	14	0,4 — 0,6	9,0	5,4
св. 95 до 110	28	16	0,4 — 0,6	10,0	6,4
св. 119 до 130	32	18	0,4 — 0,6	11,0	7,4

Ряд длин шпонок: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280

Пример условного обозначения шпонки исполнения 1 по ГОСТ 23360-78 b = 18мм, h = 11мм, l = 70мм:
Шпонка 18×11×70 ГОСТ 23360-78
То же, исполнение 2:
Шпонка 2-18×11×70 ГОСТ 23360-78

Соединения шпоночные с сегментными шпонками по ГОСТ 24071

Диаметр вала d, мм	Сечение шпонки bxhxD	Длина шпонки l	Глубина паза вала t₁	Глубина паза ступицы t₂	r или Sх45°	r₁ или S₁х45°
св. 12 до 14	4х6; 5х16	15,7	5,0	1,8	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св.14 до 16	4х7; 5х19	18,6	6,0	1,8	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 16 до 18	5х6; 5х16	15,7	4,5	2,3	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 18 до 20	5х7; 5х19	18,6	5,5	2,3	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 20 до 22	5х9х22	21,6	7,0	2,3	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 22 до 25	6х9х22	21,6	6,5	2,8	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 25 до 28	6х10х25	24,6	7,5	2,8	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 28 до 32	8х11х28	27,3	8,0	3,3	0,4 — 0,6	0,25 — 0,4
св. 32 до 38	10х13х32	31,4	10,0	3,3	0,4 — 0,6	0,25 — 0,4
св. 38 до 44	12х19х65	59,1	16,0	3,3	0,4 — 0,6	0,25 — 0,4

Пример условного обозначения шпонки исполнения 1 по ГОСТ 24071-80 сечением b × h = 5 × 6,5 мм :
Шпонка 5×6,5 ГОСТ 24071-80
То же, исполнения 2 сечением b х h₁ = 5 х 5,2 мм
Шпонка 2-5×5,2 ГОСТ 24071-80

Соединения шпоночные

размеры сечений пазов и их предельные отклонения

ШПОНКИ ПРИЗМАТИЧЕСКИЕ
( ГОСТ 23360-78 )

Данный ГОСТ 23360-78 соответствует DIN 6885 в диапазоне диаметров 6-130 мм

Описание распространяется на шпоночные соединения с призматическими шпонками и устанавливает размеры и предельные отклонения размеров призматических шпонок и соответствующих им шпоночных пазов на валах и во втулках.

Размеры сечений пазов

Размеры шпонок в зависимости от диаметра вала

Варианты исполнения шпонок

Ряд длин шпонок: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500

УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ

шпонка исполнения 1: Шпонка BxHxL ГОСТ 23360-78.
шпонка исполнения 2: Шпонка 2-BxHxL ГОСТ 23360-78.

Материал шпонок — сталь чисто тянутая для шпонок по ГОСТ 8787-68. Допускается применять другую сталь с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа (60 кг/мм 2 ).

Предельные отклонения пазов должны соответствовать указанным в таблице:

Примечания:
1. Допускаются для ширины паза и втулки любые сочетания полей допусков, указанных в таблице.
2. Для термообработанных деталей допускаются предельные отклонения размера ширины паза вала Н11, если это не влияет на работоспособность соединения.
3. В ответственных шпоночных соединениях сопряжения дна паза с боковыми сторонами выполняются по радиусу, величина и предельные отклонения которого должны указываться на рабочем чертеже.
4. Допускается в обоснованных случаях (пустотелые и ступенчатые валы, передачи пониженных вращающих моментов и т.п.) применять меньшие размеры сечений стандартных шпонок на валах больших диаметров, за исключением выходных концов валов.

Полное описание данных шпонок можно найти в ГОСТ 23360-78 «Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки».

ГОСТ 10748-79 — «Соединения шпоночные с призматическими высокими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки»
ГОСТ 8790-79 — «Соединения шпоночные с призматическими направляющими шпонками с креплением на валу. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки»
ГОСТ 12208-66 — «Приспособления станочные. Шпонки призматические скользящие сборные. Конструкция»
ГОСТ 24071-97 — «Сегментные шпонки и шпоночные пазы»

Для чего нужны шпонки в редукторе?

Шпонка — это металлический брус, который устанавливается в соединительные пазы входного или выходного валов и ступицу двигателя или машины. Она предназначена для передачи силы вращения со ступицы двигателя на валы редуктора, с них — на ступицу машины. … Паз в ступице изготавливают методом протягивания резца.

Для чего служит шпонка?

szponka , через нем. Spon, Span — щепка, клин, подкладка) — деталь машин и механизмов продолговатой формы, вставляемая в паз соединяемых деталей шпоночного соединения для передачи крутящего момента или фиксации определенного взаимного положения при сборке (если крутящий момент передается другим способом).

Где применяют призматические шпонки?

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

Какие виды шпонок известны?

По форме существует несколько видов шпонок, это:

призматическая производится по госстандарту 23360-78;
сегментная — по ГОСТу 24071-97;
цилиндрическая (штифт) — по ГОСТу 3128-70, 12207-79;
клиновая — по госстандарту 24068-80;
тангенциальная клиновая — по ГОСТу 24069-97, 24070-80.

Для чего используют шпоночные соединения?

Шпо́ночные соединения — соединение охватывающей и охватываемой детали для передачи крутящего момента с помощью шпонки. Шпоночное соединение позволяет обеспечить подвижное соединение вдоль продольной оси. … Основной критерий работоспособности шпоночного соединения — прочность на смятие.

Для чего нужна шпонка на валу?

Шпонка предназначена для установки в паз на валу и поверхности детали. … Такое название она получила благодаря тому, что попросту не позволяет валу и ступице проворачиваться, надежно фиксируя вращающиеся по отношению друг к другу детали механизма, и передавая момент силы.

Для чего служат торцовые призматические шпонки?

Торцовые призматические шпонки( служат для соединения двух тел вращения по торцовой поверхности (рисунок 48, б). … Во избежание появления поперечной нагрузки в соединяемых деталях шпонки устанавливают под углом 180°. Клиновые шпонки (ГОСТ 24068- 80*) представляют собой клинья обычно с уклоном 1:100 (рисунок 48, в, г).

Какие материалы применяют для изготовления шпонок?

В первом случае, отечественный стандарт так же часто называют как сталь чистотянутая для шпонок, так и полоса калиброванная. Исходя из данных нормативов, шпоночный материал обычно производят из конструкционной углеродистой стали Ст45, но так же он может быть создан из сталей Ст20, Ст35, Ст50, 40Х, А4.

Для чего предназначены шпоночные и шлицевые соединения?

Шпоночные и шлицевые соединения предназначаются для передачи крутящего момента. С их помощью закрепляют на валах шкивы, шестерни, муфты, вентиляторы и другие детали. … Для облегчения монтажа охватывающей детали на вал между верхней гранью шпонки и дном канавки в детали оставляют зазор.

Чем делают шпоночный паз?

Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, производят дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами.

Как устанавливается шпонка?

В паз на валу шпонка устанавливается по посадке с натягом, в ступицу детали – с зазором. Глубина врезания шпонки на валу – примерно 0,5h. или дисковой фрезой. … Посадка ее па вал и в ступицу осуществляется в системе вала.

Какие виды шпонок применяются в машиностроении?

В машиностроении применяются различные типы шпонок: призматические, сегментные, клиновые и др. (рис. 146). Основные типы шпонок стандартизированы.

Что такое шпонка в строительстве?

Гидрошпонка (гидропроколадка) представляет из себя ленту, изготовленную из пластифицированного ПВХ, предназначенную для гидроизоляции рабочих и деформационных швов различных конструкций. Гидроизоляция достигается за счет применения гидрошпонок и других изделий из ПВХ. …

Где применяется шлицевое соединение?

Основное назначение шлицевых соединений — передача вращающего момента между валом и ступицей. При этом ступица может быть закреплена на колесе, фланце, шкиве, ролике или другом валу (карданный вал). Шлицевые соединения стандартизованы и широко распространены в машиностроении.

Что является основным критерием работоспособности шпоночного соединения?

Основным критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность. Шпонки выбирают по таблицам ГОСТов в зависимости от диаметра вала, а затем соединения проверяют расчетом на прочность.

Для чего служит шлицевое соединение?

Шлицевое соединение – вид соединения валов со втулками по поверхностям сложного профиля с продольными выступами (шлицами) и впадинами. Обычно шлицевые соединения используют для передачи крутящих моментов в соединениях вала с зубчатым колесом (блоком зубчатых колес), со шкивом, полумуфтой или другой деталью.

голоса

Рейтинг статьи

Оценка статьи:

Загрузка...