Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Шпо́нкове з'є́днання — один з видів з'єднання вала з втулкою з використанням додаткового конструктивного елемента шпонки, призначеної для запобігання їх відносного провертання. Найчастіше шпонкове з'єднання використовується для передачі крутильного моменту в з'єднаннях обертового валу із зубчастим колесом або зі шківом. На відміну від з'єднань з натягом, які забезпечують взаємну нерухомість деталей без додаткових конструктивних елементів, шпонкові з'єднання — розбірні.
Види шпонкових з'єднань
Розрізняють ненапружені і напружені шпонкові з'єднання.
Ненапружені шпонкові з'єднання
Ненапружені шпонкові з'єднання реалізують за допомогою призматичних і сегментних шпонок.
Шпонкові з'єднання з використанням призматичних шпонок за призначенням бувають звичайними та напрямними (ковзними). Звичайні призматичні шпонкові з'єднання призначені для нерухомого з'єднання маточини (втулки) з валом. Шпонки таки з'єднань бувають із скругленими або плоскими торцями. Напрямні (ковзні) шпонкові з'єднання застосовують у тих випадках, коли деталі, розміщені на валах, можуть рухатись уздовж валів. Напрямну шпонку закріплюють до вала гвинтами.
При використанні сегментної шпонки її глибока посадка на валу забезпечує їй стійкіше положення, ніж призматичної шпонки. Це запобігає перекошуванню шпонок під навантаженням. Однак глибокий паз значно послаблює вал, тому сегментні шпонки використовують переважно для з'єднання деталей на малонавантажених ділянках валів, наприклад на кінцях валів. З'єднання сегментними шпонками є технологічнішим, оскільки виготовлення як шпонок, так і пазів на валах є досить простим. Сегментні шпонки стандартизовані. Розміри сегментних шпонок та пазів вибирають за стандартом залежно від діаметра вала.
Напружені шпонкові з'єднання
Напружені шпонкові з'єднання використовуються у поєднанні з перехідними посадками деталей на вал або з посадками із гарантованим натягом. У таких випадках забезпечується достатнє центрування деталей та висока надійність з'єднання.
Напружені шпонкові з'єднання здійснюються за допомогою клинових та циліндричних шпонок.
Клинові шпонки за способом розміщення на валах бувають врізні, на лисці, фрикційні і тангенціальні. Клинові врізні шпонки за формою поділяють на шпонки клинові без головки та шпонки клинові з головкою. Клинові врізні шпонки без головки бувають із плоскими та скругленими торцями. Усі клинові шпонки виготовляють з ухилом 1:100. Цей же ухил передбачається і для паза маточини (втулки).
Подібно до призматичних, клинові врізні шпонки частково розміщуються в пазі вала і частково в пазі маточини.
Клинові шпонки на лисці та фрикційні розміщуються по всій своїй висоті в пазах маточини. Такі з'єднання клиновими шпонками передають обертовий момент за рахунок сил тертя на широких робочих гранях. Ці сили тертя створюються відповідним натягом у радіальному напрямі при забиванні шпонок. Тому зі сторони бічних граней клинових шпонок передбачаються зазори.
Тангенціальні шпонки вирізняються серед інших клинових шпонок тим, що натяг між валом та маточиною створюється шпонками не у радіальному, а у дотичному напрямі. Одна із широких граней тангенціальної шпонки спрямовується по дотичній до перерізу вала, а одна із вузьких граней — уздовж радіусу вала. Таке розміщення тангенціальної шпонки вимагає встановлення у з'єднанні двох шпонок, розміщених під кутом 120—135°. За технологічними міркуваннями кожна тангенціальна шпонка виконується з двох однобічно скошених клинів Тангенціальна шпонка використовується переважно у важкому машинобудуванні при великих діаметрах з'єднання.
Циліндричні шпонки — це циліндричні штифти, що вставляються в отвори, паралельні до осі з'єднання, по посадках з натягом (посадка Н7/r6). Такі шпонки можуть використовуватись для закріплення деталей на кінці вала. Отвір під шпонку свердлять та обробляють розверткою після посадки деталі на вал. Якщо міцність з'єднання з однією шпонкою не забезпечується, то ставлять дві або три циліндричні шпонки, зміщені відповідно на кут 180 або 120°.
Проектування та виготовлення
Шпонкові пази у валах отримують фрезеруванням дисковими або пальцевими фрезами, а в ступицях — чи протягуванням.
Для виготовлення шпонок всіх видів використовують спеціальний точний прокат для шпонок із вуглецевих конструкційних сталей (45, 50, Ст.5, Ст.6 та ін.) з границею міцності не меншою ніж 500 МПа. Значення допустимих напружень зминання залежить від режиму роботи, міцності матеріалів вала і ступиці, типу посадки ступиці на вал — в межах 60…150 МПа (менші значення для чавунних ступиць та при нерівномірному і ударному навантаженні, більшиі — для сталевих ступиць).
Переваги і недоліки
До переваг шпонкових з'єднань слід віднести:
- простоту будови і виготовлення;
- надійність конструкції;
- низьку вартість;
- відносна простота монтажу і демонтажу.
Недоліками шпонкових з'єднань є:
- послаблення міцності валу і маточини шпонковими пазами;
- обмеження моменту, що передається міцністю шпонки;
- ускладнення конструкції у разі потреби забезпечення переміщення деталі (блоку шестерні) вздовж валу.
Див. також
Примітки
- ГОСТ 30173-96 Соединения шпоночные с призматическими скользящими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки/
- ДСТУ ГОСТ 24071:2005 (ISO 3912:1977) Основні норми взаємозамінності. Сегментні шпонки та шпонкові пази.
Джерела
- Коновалюк Д. М., Ковальчук Р. М. Деталі машин: підручник. — 2-е видання. — К.:Кондор, 2004. — 584 с. —
- Хомик Н. І. Деталі машин: курс лекцій / Н. І. Хомик, А. Д. Довбуш, О. П. Цьонь. — Т.: ФОП Паляниця В. А., 2016. — 160 с.
- Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т.2. — 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. — М.: Машиностроение, 2001. — 912 с. —
- Бучинський М. Я., Горик О. В., Чернявський А. М., Яхін С. В. ОСНОВИ ТВОРЕННЯ МАШИН / [За редакцією О. В. Горика, доктора технічних наук, професора, заслуженого працівника народної освіти України]. — Харків: Вид-во «НТМТ», 2017. — 448 с. : 52 іл.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Shpo nkove z ye dnannya odin z vidiv z yednannya vala z vtulkoyu z vikoristannyam dodatkovogo konstruktivnogo elementa shponki priznachenoyi dlya zapobigannya yih vidnosnogo provertannya Najchastishe shponkove z yednannya vikoristovuyetsya dlya peredachi krutilnogo momentu v z yednannyah obertovogo valu iz zubchastim kolesom abo zi shkivom Na vidminu vid z yednan z natyagom yaki zabezpechuyut vzayemnu neruhomist detalej bez dodatkovih konstruktivnih elementiv shponkovi z yednannya rozbirni Shponkove z yednannya prizmatichnoyu shponkoyuVidi shponkovih z yednanRozriznyayut nenapruzheni i napruzheni shponkovi z yednannya Nenapruzheni shponkovi z yednannya Shponkove z yednannya iz segmentnoyu shponkoyu Nenapruzheni shponkovi z yednannya realizuyut za dopomogoyu prizmatichnih i segmentnih shponok Shponkovi z yednannya z vikoristannyam prizmatichnih shponok za priznachennyam buvayut zvichajnimi ta napryamnimi kovznimi Zvichajni prizmatichni shponkovi z yednannya priznacheni dlya neruhomogo z yednannya matochini vtulki z valom Shponki taki z yednan buvayut iz skruglenimi abo ploskimi torcyami Napryamni kovzni shponkovi z yednannya zastosovuyut u tih vipadkah koli detali rozmisheni na valah mozhut ruhatis uzdovzh valiv Napryamnu shponku zakriplyuyut do vala gvintami Pri vikoristanni segmentnoyi shponki yiyi gliboka posadka na valu zabezpechuye yij stijkishe polozhen nya nizh prizmatichnoyi shponki Ce zapobigaye perekoshuvannyu shponok pid navantazhennyam Odnak glibokij paz znachno poslablyuye val tomu segmentni shponki vikoristovuyut perevazhno dlya z yednannya de talej na malonavantazhenih dilyankah valiv napriklad na kincyah valiv Z yednannya segmentnimi shponkami ye tehnologichnishim oskilki vigotovlennya yak shponok tak i paziv na valah ye do sit prostim Segmentni shpon ki standartizovani Rozmi ri segmentnih shponok ta paziv vibira yut za standartom za lezhno vid diametra vala Napruzheni shponkovi z yednannya Napruzheni shponkovi z yednannya vikoristovuyutsya u poyednanni z perehidnimi posadkami detalej na val abo z posadkami iz garantovanim natyagom U takih vipadkah za bezpechuyetsya dostatnye centruvannya detalej ta visoka nadijnist z yed nannya Napruzheni shponkovi z yednannya zdijsnyuyutsya za dopomogoyu klinovih ta cilindrichnih shponok Klinovi shponki za sposobom rozmishennya na valah buvayut vrizni na lisci frikcijni i tangencialni Klinovi vrizni shponki za formoyu podilyayut na shponki klinovi bez golovki ta shponki klinovi z golovkoyu Klinovi vrizni shponki bez golovki buvayut iz ploskimi ta skruglenimi torcyami Usi klinovi shponki vigotovlyayut z uhilom 1 100 Cej zhe uhil peredbachayetsya i dlya paza matochini vtulki Podibno do prizmatich nih klinovi vrizni shponki chastkovo rozmishuyutsya v pazi vala i chast kovo v pazi matochini Klinovi shponki na lisci ta frikcijni rozmi shuyutsya po vsij svoyij visoti v pazah matochini Taki z yednannya klinovimi shponkami peredayut obertovij moment za rahunok sil tertya na shirokih robochih granyah Ci sili ter tya stvoryuyutsya vidpovidnim natyagom u radialnomu napryami pri za bivanni shponok Tomu zi storoni bichnih granej klinovih shponok peredbachayutsya zazori Tangencialni shponki viriznyayutsya sered inshih kli novih shponok tim sho natyag mizh valom ta matochinoyu stvoryuyetsya shponkami ne u radialnomu a u dotichnomu napryami Odna iz shirokih granej tangencialnoyi shponki spryamovuyetsya po dotichnij do pererizu vala a odna iz vuzkih granej uzdovzh radiusu vala Take rozmishennya tangencialnoyi shponki vimagaye vstanovlennya u z yednanni dvoh shpo nok rozmishenih pid kutom 120 135 Za tehnologichnimi mirkuvannya mi kozhna tangencialna shponka vikonuyetsya z dvoh odnobichno sko shenih kliniv Tangencialna shponka vikoristovuyetsya perevazhno u vazhkomu mashinobuduvanni pri velikih diametrah z yednannya Cilindrichni shponki ce cilindrichni shtifti sho vstavlyayutsya v otvori paralelni do osi z yednannya po posadkah z natyagom posadka N7 r6 Taki shponki mozhut vikoristo vuvatis dlya zakriplennya detalej na kinci vala Otvir pid shponku sverdlyat ta obroblyayut rozvertkoyu pislya posadki detali na val Yaksho micnist z yednannya z odniyeyu shponkoyu ne zabezpechuyetsya to stavlyat dvi abo tri cilindrichni shponki zmisheni vidpovidno na kut 180 abo 120 Proektuvannya ta vigotovlennyaShponkovi pazi u valah otrimuyut frezeruvannyam diskovimi abo palcevimi frezami a v stupicyah chi protyaguvannyam Dlya vigotovlennya shponok vsih vidiv vikoristovuyut specialnij tochnij prokat dlya shponok iz vuglecevih konstrukcijnih stalej 45 50 St 5 St 6 ta in z graniceyu micnosti ne menshoyu nizh 500 MPa Znachennya dopustimih napruzhen zminannya zalezhit vid rezhimu roboti micnosti materialiv vala i stupici tipu posadki stupici na val v mezhah 60 150 MPa menshi znachennya dlya chavunnih stupic ta pri nerivnomirnomu i udarnomu navantazhenni bilshii dlya stalevih stupic Perevagi i nedolikiDo perevag shponkovih z yednan slid vidnesti prostotu budovi i vigotovlennya nadijnist konstrukciyi nizku vartist vidnosna prostota montazhu i demontazhu Nedolikami shponkovih z yednan ye poslablennya micnosti valu i matochini shponkovimi pazami obmezhennya momentu sho peredayetsya micnistyu shponki uskladnennya konstrukciyi u razi potrebi zabezpechennya peremishennya detali bloku shesterni vzdovzh valu Div takozhShponkaPrimitkiGOST 30173 96 Soedineniya shponochnye s prizmaticheskimi skolzyashimi shponkami Razmery shponok i sechenij pazov Dopuski i posadki DSTU GOST 24071 2005 ISO 3912 1977 Osnovni normi vzayemozaminnosti Segmentni shponki ta shponkovi pazi DzherelaKonovalyuk D M Kovalchuk R M Detali mashin pidruchnik 2 e vidannya K Kondor 2004 584 s ISBN 966 7982 22 X Homik N I Detali mashin kurs lekcij N I Homik A D Dovbush O P Con T FOP Palyanicya V A 2016 160 s Anurev V I Spravochnik konstruktora mashinostroitelya v 3 h t T 2 8 e izd pererab i dop Pod red I N Zhestkovoj M Mashinostroenie 2001 912 s ISBN 5 217 02964 1 Buchinskij M Ya Gorik O V Chernyavskij A M Yahin S V OSNOVI TVORENNYa MAShIN Za redakciyeyu O V Gorika doktora tehnichnih nauk profesora zasluzhenogo pracivnika narodnoyi osviti Ukrayini Harkiv Vid vo NTMT 2017 448 s 52 il ISBN 978 966 2989 39 7