ВОПРОС 17. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. ВИДЫ ШПОНОК. РАСЧЁТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. Виды шпонок

Какие бывают виды шпонок?

Привет! Продолжаем серию статей о шпонках, на сайте – SoproMats. В этой статье подробно расскажем какие существуют виды шпонок.

По форме существует несколько видов шпонок, это:

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

Призматическая шпонка

Первый вид подразделяется на три — направляющая, закладная и скользящая. При необходимости движения ступицы вдоль валового элемента монтируются скользящие или направляющие шпонки. Концы могут быть с плоскими или скругленными торцами. Главный недостаток — это трудность взаимозаменяемости, а при износе они способны опрокидываться, поэтому в крупном производстве не используются.

Сегментная шпонка

Сегментная применяется для крепления деталей на участках валового элемента с низкой нагрузкой, она более устойчива, чем призматическая, отличается дешевизной и простотой в исполнении, к недостаткам относят небольшую прочность из-за большой глубины пазов.

Цилиндрическая шпонка

Штифтовые или цилиндрические используются на концевых участках валового компонента, важно чтобы соединяемые материалы были одинаковы по твердости и плотности, что сдерживает их повсеместное использование.

Клиновая шпонка

Клиновые — это клин, в стандартном исполнении с уклоном 1:100. Рабочими считаются широкие грани, боковые имеют зазор. Такая форма создает напряжение внутри стыковки, вызывая сдвиг ступицы по радиусу, что приводит к контактной деформации. Из-за этого сферы применения сильно ограничены и в ответственных соединениях не используются.

Тангенциальная шпонка

Тангенциальная — широкая грань данной формы направляется по касательной прямой к поверхности цилиндра вала. Затягивание производится ударами по торцам широкой части клина. Такая форма монтируется на вал с сечением более 100 мм.

Виды посадок

Различают три типа соединений (посадок), это:

• свободная посадка — используется при сложных условиях проведения сборочных работ, для подвижных сцеплений при ненагружаемом рабочем режиме.
• нормальная посадка — для создания неподвижных сцеплений, которые не нуждаются в частых разборках.
• плотная посадка — для композиций с малым количеством разнонаправленных нагрузок.

sopromats.ru

Введение

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет автоматики и электромеханики

Кафедра электромеханических систем и электроснабжения

КУРСОВАЯ РАБОТА

по компьютерной графике

на тему: «Шпоночные соединения»

Выполнил: Старцев Дмитрий

Группа: ЭМ-111

Проверил: Белозоров С.А.

Оценка

Воронеж 2012

Содержание

Введение 5

1 Конструктивные особенности шпоночных соединений. 6

1.1 Общие сведения о шпоночном соединении. 6

1.2 Разновидности шпоночных соединений. 7

1.3 Нанесение размеров на чертежах шпоночных соединений 17

2 Практическая часть задания. Описание выполнения практической части задания 19

Заключение 24

Список литературы 25

Замечания руководителя

Данная курсовая работа имеет цель ознакомления с основными видами разъемных соединений, такого как соединения шпонкой. Данная курсовая работа позволяет подробно ознакомиться с видами шпонок и шпоночных соединения, а так же с методикой начертание шпоночного соединения в программе КОМПАС.

1 Конструктивные особенности шпоночных соединений.

1.1 Общие сведения о шпоночном соединении.

Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки и др.). Шпонка – деталь, устанавливаемая в разъём двух соединяемых деталей и препятствующая их взаимному перемещению. Шпонка представляет собой стальной брус, устанавливаемый в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента между валом и ступицей. Основные типы шпонок стандартизованы. Шпоночные пазы на валах получают фрезерованием дисковым или концевыми фрезами, в ступицах протягиванием.

Достоинства шпоночных соединений - простота конструкции и сравнительная легкость монтажа и демонтажа, вследствие чего их широко применяют во всех отраслях машиностроения.

Недостаток - шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой на вал детали. Ослабление вала обусловлено не только уменьшением его сечения, но главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения, вызываемой шпоночным пазом. Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении: при изготовлении паза концевой фрезой требуется ручная пригонка шпонки по пазу; при изготовлении паза дисковой фрезой крепление шпонки в пазу винтами (от возможных осевых смещений).

Различают два основных способа передачи крутящего момента – жесткий и фрикционный. При первом способе крутящий момент передается жесткими элементами, работающими на срез, изгиб или смятие; при втором – силами трения, возбуждаемыми на цилиндрических, конических или торцовых поверхностях вала.

Главные виды жестких соединений: шпо­ночные (рисунок 1) , шлицевые, призматические, профильные, штифтовые, фланцевые.

Рисунок 1 –Передача крутящего момента

К фрикционным относятся соединения: с на­тягом, конусные, с пру­жинными затяжными кольцами, клеммные.

Применяют также сочетание обоих спосо­бов. Нагружаемость жестких соединений уве­личивают введением трения путем осевой или радиально-осевой затяжки.

Для страховки от провертывания, а также для фиксации деталей в определенном угловом положении в фрикционные соединения вводят жесткие элементы, например шпонки (рисунок 2).

Рисунок 2 – Передача крутящего момента

1.2 Разновидности шпоночных соединений.

Шпонки используют в малонагруженных со­единениях, преимущественно в изделиях мел­косерийного производства. Недостатки шпо­ночных соединений: малая несущая способ­ность; ослабление валов шпоночными пазами; концентрация напряжений из-за неблагоприят­ной формы шпоночных пазов; низкая техноло­гичность.

Особенно резко шпонки ослабляют полые валы, у которых отношение диаметра отвер­стия к диаметру вала (d/D >0,6). Применение силовых шпонок на таких валах почти исклю­чается.

В крупносерийном и массовом производстве в ответственных соединениях, нагруженных большими крутящими моментами, работаю­щих при циклической нагрузке, шпоночные со­единения уступили место более совершенным шлицевым соединениям. Различают напряженные шпоночные соеди­нения (клиновые и тангенциальные шпонки) и ненапряженные (призмати­ческие и сегментные шпонки).

1.2.1 Клиновые шпонки.

Клиновые шпонки выполняют по ГОСТ 24068 – 80 четырех исполнений: исполнение 1 - с го­ловкой (рис. 3, а), исполнение 2-е закругленными торцами (рис. 3,б), исполнение 3-е плоскими тор­цами (рис. 3, в) и исполнение 4 —с одним закру­гленным и другим плоским торцом.

Рисунок 3 –Типы клиновых шпонок

Верхнюю грань шпонки делают с уклоном 1:100 (α - 0̊ 35'). Натяг между валом и ступицей создают путем забивания шпонки (рис. 4, а) или затяжки ступицы гайкой на шпонку, зафиксированную на ва­лу в осевом направлении (вид, б).

Забивные шпонки с головками (вид, в) применяют преимущественно в концевых установках.

Рисунок 4 – Установка клиновых шпонок

На рисунке 5 представлены способы устранения не­допустимого по технике безопасности выступания головок на торцах вращающихся валов.

Рисунок 5 – Установка забивных шпонок с головками

Наряду с установкой в пазу применяют установку клиновых шпонок на лысках (рисунок 6, а).

Фрикционные клиновые шпонки (виды б, в) устанавливают на гладком валу. Крутящий момент передается трением, возникающим между валом и шпонкой при затяжке.

Рисунок 6 – Клиновые шпонки

Тангенциальные нормальные и уси­ленные шпонки (рис. 7, ГОСТ 24069 - 80, ГОСТ 24070—80) состоят из двух клиньев (с боковы­ми односторонними скосами), забиваемых в паз, образованный угловыми уступами на валу и в ступи­це. Тангенциальные клиновые шпонки применяют только в попарной установке под углом между парными шпонками 120°.

Клиновые шпонки в настоящее время применяют редко, только на валах большого диаметра, в соеди­нениях, не требующих точного центрирования. Ос­новные их недостатки: децентрирование ступицы под действием одностороннего натяга; возникнове­ние высоких напряжений в ступице при натяге; воз­можность перетяжки соединения; затруднительность демонтажа.

Рисунок 7 – Тангенциальные шпонки.

1.2.2 Призматические шпонки

Наиболее распространены призматиче­ские шпонки, устанавливаемые в пазу ва­ла по посадкам с натягом Р9/h9 (врезные шпонки) или по посадке (закладные шпонки). Шпонки входят в паз ступицы так, что между верхней гранью шпон­ки и днищем паза оставляют зазор (рис 8,а).

Рекомендуются следующие посадки по бо­ковым граням паза ступицы: с зазором (Н9/h9 — для центрирующих соединений;D/h9 — подвижных соединений) или пере­ходные и с натягом (J/h9, N9/h9, Р9/h9 для циклически нагруженных соединений).

Ступицы сажают на вал обычно по посадке Н7/h6; в соединениях, подвергающихся цикли­ческим нагрузкам; предпочтительны посадки Н7/j6, Н7/k6, Н7/n6, Н7/m6, Н7/р6.

Действующий на соединение крутящий мо­мент вызывает напряжения среза в теле шпон­ки и напряжения смятия на боковых гранях шпонки (вид, а). Преобладающее значение для прочности и устойчивости соединения имеет изгибающий момент Мизг, стремящийся вы­вернуть шпонку из паза вала.

Для увеличения прочности заделки целесоо­бразно применять посадку Р9/h9 в вале и уве­личивать глубину установки шпонки в вал (вид, б). Шпонки ширинойb> 10 мм крепят в пазу вала винтами с прорезной головкой (вид, в) или винтами с внутренним шестигран­ником. Для повышения сопротивления усталости вала на участке, ослабленном шпоночным па­зом, применяют обчеканку шпонок по контуру (виды: г, д).

Рабочие грани пазов ступицы и вала обра­батывают в рядовых соединениях до параме­тра шероховатости Rа = 3,2 мкм, в ответ­ственных - доRа =2,5 мкм, днища пазов — доRa- 6,3 мкм.

Рисунок 8 – Установка призматических шпонок

Пазы в ступице выполняют долблением или протягиванием однощлицевой протяжкой, на валу — фрезерованием пальцевой (рисунок 9, а) или дисковой (рисунок 9,б) фрезой. Фрезерова­ние дисковой фрезой производительнее и обес­печивает более высокую точность и малую шероховатость боковых граней паза.

Рисунок 9 – Схема обработки шпоночных пазов

Однако при этом способе увеличиваются осевые раз­меры шпоночного соединения, особенно в со­единениях с упорными буртиками (рисунок 10, а. б), а при заданных габаритах сокращается длина шпонки. Кроме того, необходи­ма фиксация шпонки в осевом направлении. Наиболее распостранён способ фрезерова­ния пальцевыми фрезами.

Рисунок 10 – Установка шпонок в пазах

Во избежание пригонки торцов шпонок дли­ну lпаза делают на 0,5—1 мм больше длиныlшпонки (рис. 11, а).

Пазы не доводят до ближайших ступенек на расстояние s=2÷3 мм для валов диаме­тром менее 30 мм, а для валов большего диа­метра - на 4-5 мм. Врезание пазов в сту­пеньку увеличивает концентрацию напряже­ний. В концевых установках величину (рис. 11) принимают на 1-2 мм больше 5 с целью увеличения прочности перемычки.

Диаметр резьбы Dр(рис. 11,6), как обычно в ступичных соединениях, делают на 0,5 -2 мм меньше диаметраDвала.

Рисунок 11 – Установка шпонок в закрытых пазах

Высоту aупорной ступеньки, учитывая, что упор происходит почти но полной кольцевой поверхности, достаточно делать равной2-4мм.

В концевых установках целесообразно про­резать шпоночный паз на выход в горец вала (рис. 12). При этом сокращаются осевые габа­риты соединения и увеличивается рабочая дли­на шпонки, особенно если хотя бы один торец шпонки плоский.

В затяжных соединениях шпонку фиксируют в осевом направлении шайбой и гайкой (вид, а).

Неизбежное в затяжных конструкциях прорезание резьбы шпоночным пазом не сказы­вается отрицательно на работе резьбы. Паз в резьбе обычно используют под отгибную лапку стопорной шайбы т. Необходимо только, чтобы расстояние е между днищем паза и вну­тренним диаметром резьбы (вид, б) было до­статочно для размещения лапки.

Рисунок 12 – Установка шпонок в пазах с выходом на торец вала

1.2.3 Направляющие шпонки.

Призматические шпонки с креплением на вале по ГОСТ 8790 - 79 (рис. 13) применяют для направления деталей, перемещаемых на валу с передачей крутящего момента. Причем могут быть использованы различные исполне­ния шпонок (1-3). Размеры сечения шпонок устанавливают по таблице.

Рисунок 13 – Направляющие шпонки

Во многих случаях оказывается более вы­годным крепить шпонку в ступице (рис. 14), а на валу проделывать паз (скользящие сборные шпонки по ГОСТ 12208 — 66).

Крепление шпонки на винтах (виды д, б) не всегда осуществимо по конструктивным усло­виям. В таких случаях применяют зак­ладные шпонки (виды в,г). При легких нагрузках и при отсутствии нагрузок, когда требуется только фиксация углового положе­ния перемещаемой детали на валу, ограничи­ваются установкой на ступице закладных на­правляющих штифтов (вид, д).

Рисунок 14– Скользящие шпонки

1.2.4 Сегментные шпонки

Сегментные шпонки, или шпонки Вудруфа, обладают некоторыми техно­логическими преимуществами по сравнению с призматическими шпонками. Пазы на валах обрабатываются дисковыми фрезами с большей производительностью и точностью, чем для призматических шпонок. Шпон­ки изготовляют из чистотянутых сег­ментных профилей, а в мелкосерийном про­изводстве — из цилиндрического проката с разрезанием на сегменты. Демонтаж шпонок несложен и осуществляется легким ударом по концу шпонки.

Крепление шпонок на валу устойчивее вследствие большей глубины врезания. Одна­ко сегментные шпонки значительно ослабляют валы (особенно полые). Это обстоятельство наряду с малой длиной шпонок, обусловли­вающей повышенные напряжения смятия на рабочих гранях шпонок, ограничивает приме­нение сегментных шпонок областью мало нагруженных соединений. Сегментные шпонки, за редким исключением, устанавливают толь­ко в массивных валах.

Посадки по боковым граням для сег­ментных шпонок такие же, как для призмати­ческих.

Диаметр сегментных шпонок выполняют по h22. Диаметр отверстий под шпонку на ва­лу выполняют с положительным отклонением в плюс от номинального значения не более 0,8d1.

Фаски с (или радиус r) по контуру шпонки делают равными 0,2 — 0,3 мм. Длинуlшпонки определяют но формуле и для стандартных шпонок она равна (0,92-0,98)d1.

Рисунок 15. Установка сегментных шпонок

Условное обозначение шпонки состоит из размеров b×hи номера ГОСТа. Например, шпонка исполнения 1 сечениемb×h= 4 ×6,5 мм. Шпонка 1-4x6,5 ГОСТ 24071 -80. То же исполнения 2 сечениемb×h. = 4x5,2 (h2= 0,8h). Шпонка 2-4x5,2 ГОСТ 24071 -80. Примеры установки сегментных шпонок приведены на рис.15, а - в (цилиндрические валы) и рис. 15 г - д (конусные валы).

С помощью сегментных шпонок можно создать упор для затяжки ступиц на цилиндрическом валу (виды б, в) при небольшой рабочей осевой силе.

studfiles.net

Шпонка. Шпоночный паз. | МеханикИнфо

Шпонка. Шпоночный паз. Виды, размеры и предельные отклонения. 4.39/5 (87.88%) проголосовало 33

Шпоночный материал предназначен для передачи крутящего момента с одной детали на другую. Препятствует вращению одной детали относительно другой. В зависимости от диаметра вала, на которые подгоняется шпонка, будет меняться её ширина и высота, а на валу – глубина шпоночного паза.

Шпоночные пазы на валу делают на фрезерном станке, а на другой детали, которая садится на вал (зубчатое колесо, втулка, полумуфта, муфта и т.д.) на долбежном станке (смотрите видео). Также возможно изготовление шпоночного паза на токарном станке (смотрите видео).  

Существует несколько видов шпонок: призматические, клиновые, сегментные, цилиндрические и тангенциальные. Они могут быть как открытого, так и закрытого типа. Все они изготавливаются согласно стандартам ГОСТ, которые устанавливают размеры и предельные отклонение шпоночных пазов и шпонок:

ГОСТ 24071-97 – сегментные шпоночные пазы и шпонки;

ГОСТ 24068-80 – клиновые шпоночные пазы и шпонки;

ГОСТ 23360-78 – призматические шпоночные пазы и шпонки;

ГОСТ 10748-79 – призматические высокие шпоночные пазы и шпонки;

ГОСТ 24069-80 – тангенциальные нормальные шпоночные пазы и шпонки;

ГОСТ 12207-79 – цилиндрические шпоночные пазы и шпонки;

ГОСТ 8790-79 – призматические шпоночные пазы и шпонки с креплением на валу.

Материалом для шпонок могут служить различные сорта стали, чаще всего это углеродистые стали (Ст45, Ст60). Одним из главных условий, предъявляемых к шпонкам, является симметричность всех её боковых стенок, а также недопустима подгонка шпонки с заусеницами и забоинами.

Одним из главных плюсов шпонки является простота конструкции, надёжность и небольшая стоимость. Сборка такого рода соединения не занимает много времени.

Ниже вы можете ознакомится с таблицами размеров и предельных отклонение шпоночных пазов и шпонок.

Шпонка. Шпоночный паз. Виды, размеры и предельные отклонения.

Призматические шпонки по ГОСТ 23360-78.

Рис 1. Основные обозначения призматических шпонок и шпоночных пазов.

Таблица 1. Размеры и предельные отклонения призматических шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 23360-78.

Диаметр вала d	Сечение шпонки bхh	Шпоночный паз											Длина l мм
		Ширина b					Глубина				Радиус закругления r или фаска s1 x 45°
		Свободное соединение		Номинальное соединение		Плотное соед.	Вал t1		Втулка t2
		Вал (Н9)	Втулка (D10)	Вал (N9)	Втулка (JS9)	Вал и втулка (Р9)	Ном..		Ном.	Пред. откл.	не более	не менее
Cв.12  до 17 » 17 » 22	5×5 6×6	+0,030	+0,078 +0,030	0 -0,030	±0,015	-0,012 -0,042	3,0 3,5	+0,1 0	2,3 2,8	+0,1 0	0,25 0,25	0,16 0,16	10-56 14-70
Св. 22 до 30 » 30 » 38	8×7	+0,036	+0,098 +0,040	0 -0,036	±0,018	-0,015 -0,051	4,0 5,0	+0,2 0	3,3 3,3	+0,2 0	0,25 0,4	0,16 0,25	18-90
	10×8												22-110
Св. 38 до 44 » 44 » 50 » 50 » 58 » 58 » 65	12×8	+0,043	+0,120 +0,050	0 -0,043	±0,021	-0,018 -0,061	5,0		3,3		0,4	0,25	28-140
	14×9						5,5		3,8				36-160
	16×10						6,0		4,3				45-180
	18×11						7,0		4,4				50-200
Св. 65 до 75 » 75 » 85 » 85 » 95	20×12	+0,052	+0,149 +0,065	0 -0,052	±0,026	-0,022 -0,074	7,5		4,9		0,6	0,4	56-220
	22×14						9,0		5,4				63-250
	24×14						9,0		5,4				70-280

.

Таблица 2. Предельные отклонения размеров (d + t1) и (d + t2).

Высота шпонок	Предельное отклонение размеров
	d + t1	d + t2
От 2 до 6	0-0,1	+0,10
Св. 6 до 18	0-0,2	+0,20
Св. 18 до 50	0-0,3	+0,30

.

Призматические шпонки с креплением на валу по ГОСТ 8790-79.

Рис 2. Основные обозначения призматических шпонок с креплением на валу и шпоночных пазов.

Таблица 3. Размеры призматических шпонок с креплением на валу по ГОСТ 8790-79.

Ширина b (h9)	Высота h (h21)	Радиус закругления r или фаска s1 x 45°		Диаметр d0	Длина l2	Длина l (h24)		Винты по ГОСТ 1491-80
		не менее	не более			от	до
8	7	0 25	0,40	М3	7	25	90	М3×8
10	8	0,40	0,60		8	25	110	М3×10
12				М4	10	28	140	М4×10
14	9			М5		36	160	М5×12
16	10			М6	11	45	180	М6×14
18	11					50	200
20	12	0,60	0,80			56	220
22	14			М8	16	63	250	М8×20
25						70	280
28	16					80	320
32	18			М10	18	90	360	М10×25
36	20	1,00	1,20			100	400
40	22			М12	22	100	400	М12×30
45	25					125	450

.

Сегментные шпонки по ГОСТ 8786-68.

Рис 3. Основные обозначения сегментных шпонок и шпоночных пазов.

Таблица 4. Размеры и предельные отклонения сегментных шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 8786-68.

Диаметр вала d		Размеры шпонки b×h×D	Шпоночный паз
Передающих вращающий момент	Фиксирующих элементы		Ширина b	Глубина				Радиус закругления r или фаска s1 x 45°
				Вал t1		Втулка t2
				Номин.	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.	не менее	не более
От 3 до 4 Св. 4 » 5	От 3 до 4 Св. 4 » 6	1×1,4×4 1,5×2,6×7	1,0 1,5	1,0 2,0	+0,1 0	0,6 0,8	+0,1 0	0,08	0,16
Св. 5 » 6 » 6 » 7	Св. 6 » 8 » 8 » 10	2×2,6×7 2×3,7×10	2,0	1,8 2,9		1,0 1,0
Св. 7 до 8	Св. 10 до 12	2,5×3,7×10	2,5	2,7		1,2
Св. 8 до 10 » 10 » 12	Св. 12 до 15 » 15 » 18	3×5×13 3×6,5×16	3,0	3,8 5,3	+0,2 0	1,4 1,4
Св. 12 до 14 » 14 » 16	Св. 18 до 20 » 20 » 22	4×6,5×16 4×7,5×19	4,0	5,0 6,0		1,8 1,8		0,16	0,25
Св. 16 до 18 » 18 » 20	Св. 22 до 25 » 25 » 28	5×6,5×16 5×7,5×19	5,0	4,5 5,5		2,3 2,3
Св. 20 до 22	Св. 28 до 32	5×9×22		7,0	+0,3 0	2,3
Св. 22 до 25 » 25 » 28	Св. 32 до 36 » 36 » 40	6×9×22 6×10×25	6,0	6,5 7,5		2,8 2,8
Св. 28 до 32	Св. 40	8×11×28	8,0	8,0		3,3	+0,2 0	0,25	0,40
Св. 32 до 38	Св. 40	10×13×32	10,0	10,0		3,3

.

Клиновые шпонки по ГОСТ 24068-80.

Рис 4. Основные обозначения клиновых шпонок и шпоночных пазов.

Таблица 5.1 Размеры и предельные отклонения клиновых шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 24068-80.

Ширина b (h9)	Высота h (h21)	Радиус закругления r или фаска s1 x 45°		Длина l (h24)		Высота шпоночной головки
		не менее*	не более	от	до
2	2	0,16	0,25	6	20	—
3	3			6	36	—
4	4			8	45	7
5	5	0,25	0,40	10	56	8
6	6			14	70	10
8	7			18	90	11
10	8	0,40	0,60	22	110	12
12	8			28	140	12
14	9			36	160	14
16	10			45	180	16
18	11			50	200	18
20	12	0,60	0,80	56	220	20
22	14			63	250	22
25	14			70	280	22
28	16			80	320	25
32	18			90	360	28
36	20	1,00	1,20	100	400	32
40	22			100	400	36
45	25			110	450	40
50	28			125	500	45
56	32	1,60	2,00	140	500	50
63	32			160	500	50
70	36			180	500	56
80	40	2,50	3,00	200	500	63
90	45			220	500	70
100	50			250	500	80

.

Продолжение.

.

Таблица 5.2 Размеры и предельные отклонения клиновых шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 24068-80.

Диаметр вала	Сечение шпонки bхh	Шпоночный паз
		Ширина b	Глубина				Радиус закругления r или фаска s1 x 45°
		Вал и втулка (D10)	Вал t1		Втулка t2
			Номин.	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.	не менее	не более
От 6 до 8	2х2	2	1,2	+0,10	0,5	+0,10	0,08	0,16
Св. 8 до 10	3х3	3	1,8		0,9
Св. 10 до 12	4х4	4	2,5		1,2
Св. 12 до 17	5х5	5	3,0		1,7		0,16	0,25
Св. 17 до 22	6х6	6	3,5		2,2
Св. 22 до 30	8х7	8	4,0	+0,20	2,4	+0,20
Св. 30 до 38	10х8	10	5,0		2,4		0,25	0,40
Св. 38 до 44	12х8	12	5,0		2,4
Св. 44 до 50	14х9	14	5,5		2,9
Св. 50 до 58	16х10	16	6		3,4
Св. 58 до 65	18х11	18	7		3,4
Св. 65 до 75	20х12	20	7,5		3,9		0,40	0,60
Св. 75 до 85	22х14	22	9		4,4
Св. 85 до 95	25х14	25	9		4,4
Св. 95 до 110	28х16	28	10		5,4
Св. 110 до 130	32х18	32	11		6,4
Св. 130 до 150	36х20	36	12	+0,30	7,1	+0,30	0,70	1,00
Св. 150 до 170	40х22	40	13		8,1
Св. 170 до 200	45х25	45	15		9,1
Св. 200 до 230	50х28	50	17		10,1
Св. 230 до 260	56х32	56	20		11,1		1,20	1,60
Св. 260 до 290	63х32	63	20		11,1
Св. 290 до 330	70х36	70	22		13,1
Св. 330 до 380	80х40	80	25		14,1		2,00	2,50
Св. 380 до 440	90х45	90	28		16,1
Св. 440 до 500	100х50	100	31		18,1

 ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ

mechanicinfo.ru

ВОПРОС 17. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. ВИДЫ ШПОНОК. РАСЧЁТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпоночные и зубчатые 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.

Соединение клиновыми шпонками

Рабочими являются широкие верхние грани шпонки. Передача крутящего момента от вала к ступице в основном силами трения, которые образуются в соединении от запрессовки шпонки. Запрессовка шпонки смещает центры вала и ступицы. Это смещение вызывает дисбаланс и неблагоприятно сказывается на работе механизма при больших частотах вращения.

Прочность по смятию широкой грани:

Соединение призматическими шпонками.

Момент передается с вала на ступицу боковыми узкими гранями шпонки. При этом на них возникают напряжения смятия а в продольном сечении шпонки ‑ напряжения среза (рис. 6.2).

Для упрощения расчета допускают, что шпонка врезана в вал на половину своей высоты, напряжения распределяются равномерно по высоте и длине шпонки, а плечо равнодействующей этих напряжений равно . Рассматривая равновесие вала или ступицы при этих допущениях, получаем условия прочности в виде

,

У стандартных шпонок ГОСТ 23360-78 размеры и зависят от диаметра вала и подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия. Поэтому при расчетах обычно используют только формулу (6.1).

Шпонки тангенциальные

Поперечное сечение прямоугольник. В поперечном сечении соединения шпонка одной своей широкой стороной располагается касательно к окружности вала ‑ втулки. Шпонка состоит из двух односкосных одинакового уклона клиньев, составленных таким образом, что узкие грани ‑ они являются рабочими ‑ параллельны. Эти шпонки применяются сравнительно редко.

Прочность узкой грани по смятию проверяется по условию

где - ширина фаски;

Сегментная шпонкаявляется разновидностью призматической шпонки, так как принцип работы этой шпонок подобен принципу работы призматической шпонки. Основные размеры сегментных шпонок b×h×D (ширина, высота, диаметр заготовки) стандартизованы в зависимости от диаметра вала ГОСТ 24071-80. Длина шпонки l.

Аналогично соединению с призматической шпонкой для сегментной шпонки получим

При длинных ступицах можно ставить в ряд по оси вала две сегментные шпонки.

Соединения с цилиндрической шпонкой

Цилиндрическую шпонку используют для закрепления деталей на конце вала. Цилиндрическую шпонку устанавливают в отверстие с натягом. В некоторых случаях шпонке придают коническую форму.

Условие прочности соединения цилиндрической шпонкой по напряжениям смятия:

 

megaobuchalka.ru

Шпоночные соединения. Типы шпонок. Какие напряжения возникают в призматической шпонке и как определить ее размеры ?

Шпо́ночное соедине́ние — соединение охватывающей и охватываемой детали для передачи крутящего момента с помощью шпонки. Шпоночное соединение позволяет обеспечить подвижное соединение вдоль продольной оси. Классификация соединений в зависимости от формы шпонки: соединения призматическими шпонками, соединения клиновыми шпонками, соединения тангенциальными шпонками, соединения сегментными шпонками, соединения цилиндрическими шпонками.

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.

Виды шпонок:

Призматические, сегментные, клиновые.

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.

Расчет призматической шпонки:

Момент с вала на ступицу передается боковыми гранями шпонки. На этих боковых гранях возникают напряжения смятия см, а в продольном сечении шпонки – напряжения среза ср.

Сечение шпонки подбирают по известному диаметру вала d из стандарта, а длину принимают на 5…10 мм меньше длины ступицы. Затем проверяют прочность соединения на смятие по формуле:

,

где Ft - окружная сила, Н; Aсм - площадь смятия, мм2; Mk - крутящий момент, Н х м; d – диаметр вала, мм; k – глубина врезания шпонки в ступицу, мм; h – высота шпонки, мм; t1 – глубина паза на валу, мм; lp – расчетная длина шпонки, мм; [см] – допускаемые напряжения смятия, МПа.

 

На срез стандартные шпонки не проверяют, так как размеры поперечного сечения b и h подобраны таким образом, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия. При необходимости проверки на срез используют следующую формулу:

,

где b – ширина шпонки, мм; [ср] – допускаемое напряжение на срез, МПа.

 

Сварные соединения. Типы сварных швов. Как расчитать размеры сварного шва в нахлестку?

Сварное соединение — неразъёмное соединение, выполненное сваркой.

Сварное соединение включает три характерные зоны, образующиеся во время сварки: зону сварного шва, зону сплавления и зону термического влияния, а также часть металла, прилегающую к зоне термического влияния.

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

Основные типы сварных соединений

· Стыковое — сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями.

· Нахлёсточное — сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.

· Угловое — сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.

· Тавровое — сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента.

· Торцовое — сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу.

Алгоритм расчета

 

Определяется допускаемое напряжение на растяжение для основного металла (полосы) по формуле (1.1) . При этом для стали Ст.3 принимается равным 240 мПа .

Считается, что метод расчета не является предельно точным. Согласно условию нагружения и таблице 1.3 принимаем kз = 1,9 , тогда , следовательно, для материала, работающего на срез,

. (2.5)

Принимая катет шва (т.е. h равным толщине полосы), находим требуемую расчетную длину всех швов.

. (2.6)

Длина фланговых швов l2 определяется как

.

 

36.Башенный кран с поворотной головкой.

У кранов с поворотной башней опорно-поворотное устройство 1 расположено в верхней части башни. Поворотная часть таких кранов включает поворотный оголовок 7, механизм поворота, стрелу 9 и противовесную консоль 15, на которой размещены лебедки и противовес 4, слу­жащий для уменьшения изгибающего момента, действующего на башню крана. На ходовой раме 13, кранов с неповоротной башней уложены плиты балласта 19, а с боковой стороны башни располо­жены монтажная стойка 18 с лебедкой и полиспастом, предназна­ченная для поднятия и опускания верхней части крана при его мон­таже и демонтаже. Ходовые рамы опираются на ходовые тележки 14, которые обеспечивают передвижение кранов по подкрановым путям.

Монтаж и демонтаж кранов осуществляются собственными механизмами и стреловым самоходным краном грузоподъемностью 25 т. Для подъема и опускания верхней части крана при монтаже и демонтаже секций башни служит монтажная стойка, состоящая из собственно стойки, лебедки, площадок, обойм полиспаста, блока и катушки. При монтаже или демонтаже стойка крепится на секциях башни в специальных кронштейнах. Стойка состоит их трехгранной фермы, имеющей внизу портал, в котором располагается монтажная лебедка.

Все башенные краны оборудуются приборами безопасности. К ним относятся ограничители крайних положений всех видов дви­жения, расположенные перед упорами: передвижения крана, грузо­вой и контргрузовой тележек, угла наклона стрелы, поворота, высо­ты подъема, выдвижения башни и т. д. Для защиты кранов от перегрузки при подъеме груза на определенных вылетах применяют ограничители грузоподъемности. Краны также оснащают тормоза­ми на всех механизмах рабочих движений, нулевой и концевой элек­трозащитой, аварийными кнопками и рубильниками, анемометра­ми с

автоматическим определением опасных порывов ветра и подачей звуковых и световых сигналов для предупреждения маши­ниста об опасности, рельсовыми захватами на ходовых тележках, указателями вылета крюка и грузоподъемности на данном вылете при соответствующей высоте подъема груза и т. п. Для прохода ма­шиниста в кабину и к удаленным узлам для проведения техническо­го обслуживания и ремонта на кранах устанавливают лестницы, площадки и настилы, имеющие необходимое ограждение.

 

37.Валы и оси. Назначение.В чем их различие. Как рассчитать диаметр оси и ориентировочный диаметр вала, если известны: [su],Mu,tк,Mк?

Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах или осях.

Вал – деталь машин, предназначенная для поддержания сидящих на нем деталей и передачи крутящего момента. При работе вал испытывает деформации кручения и изгиба, иногда – растяжения-сжатия.

Ось – деталь машин и механизмов, служащая для поддержания вращающихся частей, но не передающая полезный крутящий момент, а, следовательно, не испытывает кручения.

Классификация валов и осей

Виды валов:

1) коренные,

2) шпиндели,

3)трансмиссионные.

По форме геометрической оси валы бывают:

1) прямые, 2) коленчатые; 3)гибкие.

По типу сечения валы бывают:

1) сплошные; 2) полые.

Оси бывают вращающиеся и неподвижные.

Прямые валы и оси изготавливают гладкими или ступенчатыми. Образование ступеней связано с различной напряженностью отдельных сечений, а также с условиями изготовления и сборки.

Рис. 3.44. Опорные части вала и оси

 

Отличие:

Возьмем для примера тяжелый железнодорожный вагон. Он установлен на 2 ходовые тележки; 8 пар колес этих тележек свободно катятся по стальным рельсам. Толстые, прочные оси, на которых закреплены колеса, служат им только опорой и не передают от одного колеса другому никаких усилий. При этом ось может вращаться вместе с колесами, как у вагона, а может быть закреплена неподвижно, как у велосипеда. Ось, как правило, имеет опоры с обоих концов. Если же ось закреплена только с одного конца, а на другом установлено колесо — ее называют полуосью. На таких полуосях установлены передние колеса автомобиля. Это позволяет автомобилю делать крутые повороты. У валов «обязанности» значительно сложнее: они не только поддерживают вращающиеся детали, а, самое главное, передают вращающие усилия от одной части механизма другой.

Определение диаметра вала (ориентировочно) по формуле

d = A 3?(N/n) см

 



infopedia.su

Что такое шпонка?

Приветствуем, тебя читатель портала – SoproMats! Сегодня расскажем о том, что такое шпонка, какие существуют шпоночные соединения и дадим несколько рекомендаций по проектированию шпоночного соединения. Также к этой статье прилагаются несколько дополнительных публикаций, с которыми Вы можете ознакомится, перейдя по ссылкам в боковом меню.

Шпонка – это деталь, сцепляющая между собой два компонента — вал и ступицу. Она монтируется в пазовые углубления обоих, формируя шпоночное соединение. Деталь необходима для передачи крутящего момента от ступицы к валовому компоненту и наоборот. Пазы для ее монтажа на валу получают способом фрезеровки, а в ступицах – способом долбления или протяжки. Изготавливается из качественной углеродистой стали, а чтобы улучшить показатели прочности заготовка подвергается термообработке.

Плюсы шпоночного соединения (комбинации) — это несложная в исполнении конструкция, с низкой себестоимостью, удобная для сборки и разборки, поэтому такие сцепления используют машиностроительной отрасли.

К минусам относят, то что соединительные пазовые углубления, уменьшают прочностные характеристики обоих элементов. И их не желательно использовать в валовых элементах, испытывающих повышенное напряжение.

Какие существуют шпоночные соединения?

Комбинации бывают напряженные и ненапряженные.

Напряженные — образуются при использовании клиновых и тангенциальных шпонок, напряжение появляется уже при сборке, вне зависимости от внешнего воздействия в процессе работы.

Ненапряженные возникают при установке сегментных и призматических видов, при сборке компонентов внутри самого сцепления напряжения не образуется, а проявляется оно только при нагружаемых работах.

Проектные рекомендации

В процессе проектирования необходимо соблюдать ряд рекомендаций:

• для одного валового элемента желательно использовать одинаковые по сечению, а лучше, и по длине ш., ориентиром служит меньший по сечению вал;
• при небольшом вращающем моменте желательно монтировать ш. меньшего сечения, по отношению к размерам сечения вала, чем это указано в госстандарте;
• если есть несколько шпоночных пазов, то их размещают на одной образующей;
• если необходимо монтировать две сегментные ш., то их устанавливают вдоль вала в одном пазовом углублении ступицы. Если установить несколько ш. в одном соединении, то это ослабит сцепление. Если есть такая необходимость, то лучше использовать шлицевое (зубчатое) сцепление.
• лучше избегать шпоночное сцепление при тонкостенных полых валах.

Статьи по шпонке:

В этом разделе написано о статьях про шпонки, которые опубликованы на нашем сайте.

Какие бывают виды шпонок?

В статье рассказано о существующих видах шпонок, которые применяются в инженерной практике: призматические, сегментные, цилиндрические, клиновые, тангенциальные. По каждому виду приведен ГОСТ, по которому определяются их характерные особенности и размеры. Также указанно где применяются каждый конкретный вид шпонки.

Как выполнить расчет шпонки?

В этом материале показано на простом примере как рассчитывается шпонка, а точнее шпоночное соединение. В примере для шпонки задается в качестве исходных данных: размеры вала и ступицы, материал из которого изготовлена шпонка и крутящий момент.

sopromats.ru

ВОПРОС 17. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. ВИДЫ ШПОНОК. РАСЧЁТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

Шпоночные и зубчатые 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.

Соединение клиновыми шпонками

Рабочими являются широкие верхние грани шпонки. Передача крутящего момента от вала к ступице в основном силами трения, которые образуются в соединении от запрессовки шпонки. Запрессовка шпонки смещает центры вала и ступицы. Это смещение вызывает дисбаланс и неблагоприятно сказывается на работе механизма при больших частотах вращения.

Прочность по смятию широкой грани:

Соединение призматическими шпонками.

Момент передается с вала на ступицу боковыми узкими гранями шпонки. При этом на них возникают напряжения смятия а в продольном сечении шпонки ‑ напряжения среза (рис. 6.2).

Для упрощения расчета допускают, что шпонка врезана в вал на половину своей высоты, напряжения распределяются равномерно по высоте и длине шпонки, а плечо равнодействующей этих напряжений равно . Рассматривая равновесие вала или ступицы при этих допущениях, получаем условия прочности в виде

,

У стандартных шпонок ГОСТ 23360-78 размеры и зависят от диаметра вала и подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия. Поэтому при расчетах обычно используют только формулу (6.1).

Шпонки тангенциальные

Поперечное сечение прямоугольник. В поперечном сечении соединения шпонка одной своей широкой стороной располагается касательно к окружности вала ‑ втулки. Шпонка состоит из двух односкосных одинакового уклона клиньев, составленных таким образом, что узкие грани ‑ они являются рабочими ‑ параллельны. Эти шпонки применяются сравнительно редко.

Прочность узкой грани по смятию проверяется по условию

где - ширина фаски;

Сегментная шпонкаявляется разновидностью призматической шпонки, так как принцип работы этой шпонок подобен принципу работы призматической шпонки. Основные размеры сегментных шпонок b×h×D (ширина, высота, диаметр заготовки) стандартизованы в зависимости от диаметра вала ГОСТ 24071-80. Длина шпонки l.

Аналогично соединению с призматической шпонкой для сегментной шпонки получим

При длинных ступицах можно ставить в ряд по оси вала две сегментные шпонки.

Соединения с цилиндрической шпонкой

Цилиндрическую шпонку используют для закрепления деталей на конце вала. Цилиндрическую шпонку устанавливают в отверстие с натягом. В некоторых случаях шпонке придают коническую форму.

Условие прочности соединения цилиндрической шпонкой по напряжениям смятия:

 



infopedia.su

---

• 
  Берлинго ситроен грузоподъемность
• 
  Вязкость бензина
• 
  Схема редуктора
• 
  Регулировка компрессора
• 
  Подшипники для чего нужны
• 
  Из чего состоит колесо
• 
  Кто несет ответственность за безопасное движение пожарного автомобиля
• 
  Пластмассы виды
• 
  Платформа грузовая
• 
  Машины мерседес вито фото
• 
  Катерпиллер 777е