Разновидность шпоночных соединений

Все шпоночные соединения подразделяют на ненапряженные и напряженные. Ненапряженные соединения получают при использовании призматических (рис. 3.1) и сегментных (см. рис. 3.2) шпонок. В этих случаях при сборке соединений в деталях не возникает предварительных напряжений.

Напряженные соединения получаются при применении клиновых (см. рис. 3.3) и тангенциальных (см. рис. 3.4) шпонок. Здесь при сборке возникают предварительные (монтажные) напряжения.

Соединения призматическими шпонками. Конструкции соединений призматическими шпонками изображены на рис. 3.1. Рабочими являются боковые, более узкие грани шпонок высотой h. Размеры сечений призматических шпонок и пазов принимают в зависимости от диаметра d вала (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Шпонки призматические (выборка)

Размеры, мм (рис. 3.1)

По форме торцов различают шпонки со скругленными торцами – исполнение 1 (рис. 3.1,а), с плоскими торцами – исполнение 2 (рис. 3.1,б) и с одним плоским, а другим скругленным торцом – исполнение 3 (3.1,в).

Призматические шпонки не удерживают детали от осевого смещения вдоль вала. Чтобы застопорить колесо от осевого смещения, применяют распорные втулки (1 на рис. 3.1), установочные винты (1 на рис. 3.2).

Соединения сегментными шпонками (рис. 3.2). Сегментные шпонки, так же как и призматические, работают боковыми гранями. Применяются при передаче небольших вращающих моментов. Сегментные шпонки и пазы для них просты в изготовлении, удобны при монтаже и демонтаже (шпонки свободно вставляют в паз и вынимают). Широко применяются в серийном и массовом производстве.

Рис. 3.2. Соединение сегментной шпонкой:

1 – винт установочный, 2 – кольцо замковое пружинное

Соединения клиновыми шпонками (рис. 3.3). Клиновые шпонки имеют форму односкосных самотормозящих клиньев с уклоном 1:100. Такой же уклон имеют пазы в ступицах. Клиновые шпонки изготовляют без головок и с головками. Головка служит для выбивания шпонки из паза. По нормам безопасности выступающая головка должна иметь ограждение (1 на рис. 3.3).

Клиновые шпонки забивают в пазы, в результате создается напряженное соединение, которое передает не только вращающий момент, но и осевую силу. Эти шпонки не требуют стопорения ступицы от продольного перемещения вдоль вала.. При забивании клиновой шпонки в соединении возникают распорные радиальные силы, которые нарушают центрирование детали на валу, вызывая биение.

Соединения клиновыми шпонками применяют в тихоходных передачах.. Онихорошо воспринимают ударные и знакопеременные нагрузки.

Рис. 3.3 Соединение клиновой шпонкой

Соединения тангенциальными шпонками (рис. 3.4). Т ангенциальные шпонки состоят из двух односкосных клиньев с уклоном 1:100 каждый. Работают узкими гранями. Вводятся в пазы ударом. Образуют напряженное соединение. Натяг между валом и ступицей создается в касательном (тангенциальном) направлении. Применяются для валов диаметром свыше 60 мм при передаче больших вращающих моментов с переменным режимом работы. В соединении ставят две пары тангенциальных шпонок под углом 120°. В современном производстве применяются ограниченно.

Рис. 3.4 Соединение тангенциальными шпонками