Детали, входящие в конструкцию технического средства, соединяются между собой соответствующими способами, называемыми связями. Связи могут быть подвижные и неподвижные. Наличие подвижных связей в механизмах и машинах (кинематических пар, например, шарниров, зубчатых зацеплений) обусловлено их кинематическими схемами. Создание неподвижных связей определяется необходимостью разделения общей конструкции технического средства на узлы и детали для упрощения производства, облегчения сборки, ремонта и транспортировки. Неподвижные связи называются соединения.
Соединения являются важными элементами машиностроительных конструкций. Опыт эксплуатации транспортных технических средств показал, что большое количество отказов в их работе связано с неудовлетворительным качеством соединений. Поэтому основным критерием работоспособности соединений является прочность.
Виды соединений
К разъемным соединениям, которые могут разбираться без разрушения соединяемых деталей, принадлежат:
- резьбовые;
- шпоночные;
- шлицевые;
- профильные;
- штифтовые;
- клиновые.
К неразъемным соединениям, которые не могут разбираться без разрушения соединяемых деталей или их поверхностей, принадлежат:
- сварные;
- заклепочные;
- соединение с натягом;
- паянные;
- клеевые.
Шпоночные соединения
Шпоночные соединения служат для закрепления деталей на осях и валах. Такими деталями являются шкивы, зубчатые колеса, муфты, маховики, кулачки и т.д. Соединения нагружаются в основном вращающим моментом
Шпоночное соединение осуществляется с помощью специальной детали – шпонки, которая закладывается в соответствующие пазы поверхностей соединяемых деталей. Оно обеспечивает неподвижное соединение деталей для передачи крутящего момента.
Преимущества:
- простота и надежность конструкции,
- удобство сборки и разборки,
- невысокая стоимость.
Недостатки
- ослабление сечений соединяемых деталей;
- наличие концентраторов напряжений;
- часто прочность соединения ниже прочности вала и ступицы;
- трудность обеспечения взаимозаменяемости;
Типы шпонок
- клиновая врезная (ГОСТ 8791-68), создает напряженное состояние на верхней и нижней гранях шпонки и передает крутящий момент за счет сил трения на них;
- призматическая обычная со скругленными концами (ГОСТ 8789-68), воспринимает нагрузку боковыми гранями;
- призматическая направляющая врезная с закреплением на валу (ГОСТ 8790-68), допускает перемещение ступицы вдоль оси вала;
- сегментная (ГОСТ 8794-68);
- круглая (не стандартизированная).
Чаще всего применяются призматические шпонки. Соединение призматическими шпонками ненапряженное. Оно требует изготовления вала и отверстия с большой точностью.
Момент передается с вала на ступицу боковыми узкими гранями шпонки. При этом на них возникают напряжения смятия, а в продольном сечении шпонки — напряжения среза
Параллельность граней призматической шпонки позволяет осуществлять подвижное соединение ступицы с валом в осевом направлении (коробки скоростей и др.).
Стандартные шпонки изготовляют из чистотянутых стальных прутьев углеродистой по ГОСТ 380-71 и ГОСТ 1050-74 или легированной стали с пределом прочности не ниже 500 МПа. Значение допускаемых напряжений зависит от:
- режима работы,
- прочности материала вала и втулки,
- типа посадки втулки на вал.
Формат: pdf
Размер: 536 КВ
Язык: русский, украинский