СТ СЭВ 647 – 77 (размеры, мм)
ДЕТАЛИ МАШИН
Методические указания к практическим занятиям
На тему «РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ, ШЛИЦЕВЫХ
И ШТИФТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ» для студентов
Специальностей 170400, 230100, 260200
(дневной и заочной форм обучения)
БРЯНСК 2005
Брянская государственная инженерно-технологическая академия
Кафедра прикладной механики
УТВЕРЖДЕНО
На заседании научно-методического
Совета БГИТА
Протокол № ___________
От «______» _______________ 2005 г
ДЕТАЛИ МАШИН
Методические указания к практическим занятиям
На тему «РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ, ШЛИЦЕВЫХ
И ШТИФТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ» для студентов
Специальностей 170400, 230100, 260200
(дневной и заочной форм обучения)
БРЯНСК 2005
Составители: профессор Л.А. ШАХНЮК
Одобрено УМК механико-технологического ф-та
Протокол №_______ от «____» _________ 2005 г.
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЙ
1. Ознакомление с конструкцией шпоночных, шлицевых и штифтовых соединений и принципами расчета их на прочность.
2. Выполнение расчетов прочности указанных типов соединений.
3. Предложение цикла задач для самостоятельного решения по рассматриваемому разделу.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
В машиностроении применяют ненапряженные соединения - с помощью призматических и сегментных шпонок (рис. 1) и напряженные - с натягом с помощью клиновых шпонок (рис. 20).
Шпонки этих типов стандартизованы: их размеры выбирают по стандартам. Основной недостаток соединений - отсутствие взаимозаменяемости и. как следствие, необходимость ручной подгонки, а также ослабление вала и ступицы вследствие значительной концентрации напряжений у шпоночного паза.
Рис. 1 - Шпоночные соединения призматической (а)
И сегментной (б) шпонками
Рис. 2 - Клиновое шпоночное соединение
Наиболее распространены призматические шпонки, которые по сравнению с клиновыми обеспечивают более удобный монтаж и демонтаж, лучшее центрирование деталей.
Призматические шпонки в зависимости от диаметра вала имеют прямоугольное сечение с отношением высоты к ширине h/b от 1 до 0,5 (табл. 1).
Таблица 1 - Шпонки призматические ГОСТ 23360-78,
СТ СЭВ 189-75 (размеры, мм)
Диаметр вала, d | Размеры шпонки | Глубина паза | Справочный размер К для расчета на смятие | |||
b | h | l* | Вал t1 | Втулка t2 | ||
Свыше 12 до 17 -«- 17 до 22 -«- 22 до 30 | 10 – 56 14 – 70 18 - 90 | 3,5 | 2,3 2,8 3,3 | 2,3 2,6 3,0 | ||
Свыше 30 до 38 -«- 38 до 44 -«- 44 до 50 -«- 50 до 58 -«- 58 до 65 | 22-110 28-140 36-160 45-180 50-200 | 5,5 | 3,3 3,3 3,8 4,3 4,4 | 3,5 3,6 4,0 4,3 4,8 | ||
Свыше 65 до 75 -«- 75 до 85 -«- 85 до 95 | 56-220 63-250 70-280 | 7,5 | 4,9 5,4 5,4 | 5,2 6,0 6,2 |
Основные преимущества сегментных шпонок - технологичность их изготовления, удобство монтажа и демонтажа. Однако из-за большой глубины шпоночного паза сечение вала ослабляется в большей степени, чем при установке призматических шпонок. Размеры сегментных шпонок приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Шпонки сегментные по ГОСТ 24071 – 80,
СТ СЭВ 647 – 77 (размеры, мм)
Диаметр вала d для шпонки | Номинальные размеры для шпонки | Глубина паза | ||||
Передающий вращающий момент | Фиксирующей элементы | b | h | d1 | Вал t | Втулка t1 |
Свыше 8 до 10 Свыше 10 до 12 Свыше 12 до 14 -«- 14 до 16 -«- 16 до 18 | Свыше 12 до 15 -«- 15 до 18 -«- 18 до 20 -«- 20 до 22 -«- 22 до 25 | 6,5 6,5 7,5 6,5 | 3,8 5,3 5,0 6,0 4,5 | 1,4 1,4 1,8 1,8 2,3 | ||
-«- 18 до 20 -«- 20 до 22 -«- 22 до 25 | -«- 25 до 28 -«- 28 до 32 -«- 32 до 36 | 7,5 | 5,5 7,0 6,5 | 2,3 2,3 2,8 | ||
-«- 25 до 28 | -«- 36 до 40 | 7,5 | 2,8 | |||
-«- 28 до 32 | Свыше 40 | 8,0 | 3,3 | |||
-«- 32 до 38 | Свыше 40 | 3,3 |
Клиновые шпонки представляют собой односкосные самотормозящие клинья с уклоном 1:100. При установке шпонки в паз с натягом создается соединение, которое может передавать и осевую силу. При установке клиновой шпонки в соединении возникают радиальные силы, которые нарушают центровку деталей на валу вследствие односторонней выборки посадочного зазора, поэтому клиновые шпонки применяют в передачах с малыми скоростями. Размеры клиновых шпонок приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Шпонки клиновые по ГОСТ 24068-80,