Шпо́нка (від пол. szponka, нім. Spon, Span — «тріска», «клин», «підкладка») — це кріпильний елемент, який встановлюють у пазах двох дотичних деталей для запобігання їх відносного обертання чи зміщення. Шпонка слугує для передачі обертального моменту в з'єднанні вала зі шківом, зубчастим колесом, маховиком та іншими деталями, що обертаються разом з валом. При роботі шпонка зазнає деформації згину, зсуву і стиснення.
Класифікація шпонок
За формою шпонки поділяються на клинові, призматичні, сегментні, тангенціальні і циліндричні.
Призматичні шпонки за призначенням бувають:
- звичайні із закругленими або плоскими кінцями, що призначені для нерухомих з'єднань маточин з валами;
- напрямні, що застосовуються в тих випадках, коли маточини повинні мати можливість переміщатися уздовж валів;
- ковзні, що переміщаються уздовж вала разом з маточинами і застосовувані замість напрямних шпонок у тих випадках, коли потрібні великі переміщення маточин.
Напрямні шпонки прикріплюють до вала гвинтами, а ковзні з'єднують з маточиною виступом циліндричної форми.
Довжину l (мм) призматичної шпонки обирають з ряду значень: 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.
Приклад позначення призматичної шпонки виконання 1, розмірами b =18 мм, h =11 мм і l =100 мм:
- Шпонка 18x11x100 ГОСТ 23360-78;
те ж саме, виконання 2:
- Шпонка 2-18x11x100 ГОСТ 23360-78.
- Призматична шпонка виконання 1
- Призматична шпонка виконання 2
- Призматична шпонка виконання 3
Матеріали шпонок
Матеріалом для виготовлення шпонок служать вуглецеві або леговані сталі з границею міцності при розтягуванні не нижче 500 МПа. Розрахунок шпонок на міцність в приладобудуванні для невеликих обертальних моментів не виконують, тому що використання табличних даних перерізів шпонок забезпечує необхідну міцність. Для інших випадків проводять розрахунки шпонок на зріз та зминання.
Значення допустимих напружень залежить від:
- режиму роботи;
- міцності матеріалу вала і втулки;
- типу посадки втулки на вал.
Для нерухомих з'єднань :
- при перехідних посадках [σзм] = 80…150 МПа;
- при посадках з натягом [σзм] = 110…200 МПа.
Менші значення для чавунних маточин і при різких змінах навантаження. У рухомих (в осьовому напрямку) з'єднаннях допустимі напруження значно знижують з метою попередження задиру та обмеження зношення. При цьому приймають [σзм] = 20…30 МПа.
Значення [τзр] приймається в залежності від характеру навантаження —
- для спокійного навантаження [τзр] = 120 МПа;
- для помірних поштовхів [τзр] = 85 МПа;
- для ударного навантаження [τзр] = 50 МПа.
Розрахунки на міцність
Деталі шпонкового ненапруженого з'єднання зазнають зминання поверхонь, а шпонки — додатково зрізу. Основний вид відмов — зминання робочих поверхонь. Шпонкові з'єднання розраховують на міцність за напруженнями зминання σзм та зрізу τзр.
Умови міцності на зминання та зріз:
- σзм ≤ [σзм],
- τзр ≤ [τзр], де [σзм], [τзр] — допустимі напруження, які призначаються за рекомендаціями, згаданими вище.
Див. також
Примітки
- ГОСТ 24068-80 Соединения шпоночные с клиновыми шпонками
- ГОСТ 23360-78 Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки.
- ДСТУ ГОСТ 24071:2005 (ИСО 3912:1977) Основні норми взаємозамінності. Сегментні шпонки та шпонкові пази.
- ДСТУ ГОСТ 24069:2005 (ИСО 3117:1977) Основні норми взаємозамінності. Тангенціальні шпонки та шпонкові пази
Посилання
- Стрелець В. В. Деталі машин і основи конструювання: конспект лекцій для студ. спец. 6.050502 «Інженерна механіка», 6.050503 «Машинобудування», 6.050601 «Теплоенергетика», 6.050604 «Енергомашинобудування» денної та заочної форм навчання / В. В. Стрелець. — Суми: СумДУ, 2012. — 120 с.
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 nka vid pol szponka nim Spon Span triska klin pidkladka ce kripilnij element yakij vstanovlyuyut u pazah dvoh dotichnih detalej dlya zapobigannya yih vidnosnogo obertannya chi zmishennya Shponka sluguye dlya peredachi obertalnogo momentu v z yednanni vala zi shkivom zubchastim kolesom mahovikom ta inshimi detalyami sho obertayutsya razom z valom Pri roboti shponka zaznaye deformaciyi zginu zsuvu i stisnennya Rozmishennya prizmatichnoyi shponki v pazu vala Segmentna shponkaKlasifikaciya shponokZa formoyu shponki podilyayutsya na klinovi prizmatichni segmentni tangencialni i cilindrichni Prizmatichni shponki za priznachennyam buvayut zvichajni iz zakruglenimi abo ploskimi kincyami sho priznacheni dlya neruhomih z yednan matochin z valami napryamni sho zastosovuyutsya v tih vipadkah koli matochini povinni mati mozhlivist peremishatisya uzdovzh valiv kovzni sho peremishayutsya uzdovzh vala razom z matochinami i zastosovuvani zamist napryamnih shponok u tih vipadkah koli potribni veliki peremishennya matochin Napryamni shponki prikriplyuyut do vala gvintami a kovzni z yednuyut z matochinoyu vistupom cilindrichnoyi formi Dovzhinu l mm prizmatichnoyi shponki obirayut z ryadu znachen 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 Priklad poznachennya prizmatichnoyi shponki vikonannya 1 rozmirami b 18 mm h 11 mm i l 100 mm Shponka 18x11x100 GOST 23360 78 te zh same vikonannya 2 Shponka 2 18x11x100 GOST 23360 78 Prizmatichna shponka vikonannya 1 Prizmatichna shponka vikonannya 2 Prizmatichna shponka vikonannya 3Materiali shponokMaterialom dlya vigotovlennya shponok sluzhat vuglecevi abo legovani stali z graniceyu micnosti pri roztyaguvanni ne nizhche 500 MPa Rozrahunok shponok na micnist v priladobuduvanni dlya nevelikih obertalnih momentiv ne vikonuyut tomu sho vikoristannya tablichnih danih pereriziv shponok zabezpechuye neobhidnu micnist Dlya inshih vipadkiv provodyat rozrahunki shponok na zriz ta zminannya Znachennya dopustimih napruzhen zalezhit vid rezhimu roboti micnosti materialu vala i vtulki tipu posadki vtulki na val Dlya neruhomih z yednan pri perehidnih posadkah szm 80 150 MPa pri posadkah z natyagom szm 110 200 MPa Menshi znachennya dlya chavunnih matochin i pri rizkih zminah navantazhennya U ruhomih v osovomu napryamku z yednannyah dopustimi napruzhennya znachno znizhuyut z metoyu poperedzhennya zadiru ta obmezhennya znoshennya Pri comu prijmayut szm 20 30 MPa Znachennya tzr prijmayetsya v zalezhnosti vid harakteru navantazhennya dlya spokijnogo navantazhennya tzr 120 MPa dlya pomirnih poshtovhiv tzr 85 MPa dlya udarnogo navantazhennya tzr 50 MPa Rozrahunki na micnistDetali shponkovogo nenapruzhenogo z yednannya zaznayut zminannya poverhon a shponki dodatkovo zrizu Osnovnij vid vidmov zminannya robochih poverhon Shponkovi z yednannya rozrahovuyut na micnist za napruzhennyami zminannya szm ta zrizu tzr Umovi micnosti na zminannya ta zriz szm szm tzr tzr de szm tzr dopustimi napruzhennya yaki priznachayutsya za rekomendaciyami zgadanimi vishe Div takozhShponkove z yednannya ShplintPrimitkiGOST 24068 80 Soedineniya shponochnye s klinovymi shponkami GOST 23360 78 Soedineniya shponochnye s prizmaticheskimi shponkami Razmery shponok i sechenij pazov Dopuski i posadki DSTU GOST 24071 2005 ISO 3912 1977 Osnovni normi vzayemozaminnosti Segmentni shponki ta shponkovi pazi DSTU GOST 24069 2005 ISO 3117 1977 Osnovni normi vzayemozaminnosti Tangencialni shponki ta shponkovi paziPosilannyaStrelec V V Detali mashin i osnovi konstruyuvannya konspekt lekcij dlya stud spec 6 050502 Inzhenerna mehanika 6 050503 Mashinobuduvannya 6 050601 Teploenergetika 6 050604 Energomashinobuduvannya dennoyi ta zaochnoyi form navchannya V V Strelec Sumi SumDU 2012 120 s