6) в) г)

Рнс. 569. Затяжка шпоночных соединений

Принимая ж Dop; = 0,1, получаем

h = 2k; a6 = 0.6D; / = [°смЗ

Напряжение \рсм] поверхности буртика определяется сопротивлением смятию материалов вала и ступицы. Для термообработанных сталей допустимо [осм] = 200 МПа.

Напряжение смятия на поверхности шпонки обычно не превышает 50 МПа. Следовательно,

«Р

"яГ

= 4.

Таким образом, преобладающая доля крутящего момента передается трением. Силовая за-яжка кардинально меняет условия работы соединения, пре-врапгая его по существу во фрикционное соединение, где шпонка играет вспомогательную роль, только страхуя ступицу от проворачивания.

В затянутых конусных соединениях шпонка практически полностью разгружена от окружной силы.

Наиболее сильную затяжку обеспечивают кольцевые гайки (рис. 569, а). Затяжка шпонки нажимным винтом (вид б) недостаточна. За-

тяжка на шпонку, наклонно установленную в валу (вид в), вызывает децентрирование соединения и повышение разрывающих напряжений в ступице.

На конусных валах шпонку устанавливают параллельно оси вала (вид г) или параллельно образующей конуса (вид д). Второй способ, усложняющий обработку наклонных пазов в ступице и на валу, применяют только при длинных или крутых конусах (конусность К > > 1:10), когда при установке параллельно оси кромки шпонки выходят из пазов на валу и в ступице. Проще в таких случаях применять шпонки увеличенной высоты.

На рис. 570 показаны конструктивные разновидности осевой затяжки.

В концевых установках чаще всего применяют кольцевые гайки, затягивающие насадную деталь непосредственно (вид а), через шайбы (вид б) или дистанционные втулки (вид в). Таким же способом затягивают детали в промежуточных установках (вид г).

Затяжка шестигранными гайками, установленными на хвостовике нала (вид д), увеличивает осевые размеры конструкции.

Рис 570. Конструктивные разновидности осевой затяжки

В полых валах применяют внутренние гйки (виды е-з), сила затяжки которых несколько меньше, чем кольцевых. Еще слабее затяжка центральным болтом (вид и) или несколькими смещенными с центра болтами (вид к).

На видах л, м представлена затяжка через центрированные шайбы. Конструкция м предпочтительнее, если необходимо уменьшить осевые габариты.

Для облегчения разборки, особенно в соединениях с переходными посадками, а также в конусных соединениях, вводят съемные устройства, например ганки с дифференциальной резьбой (вид н). В конструкции о гайка при отвертывании снимает ступицу упором в кольцевой стопор I.

Правила конструирования

При определении наружного диаметра ступицы следует учитывать, что шпоночный паз вдается в ступицу на расстояние

ГстМ

Минимальные отношения D„/D, обеспечивающие прочность ступицы на участке расположения паза, приведены иа рис. 571.

Диаметр литых ступиц можно уменьшить, усилив только участки расположения шпо-

100 т 1В0ДММ

Рис. 571. Минимальные значения DjD для чугунных (J) и стальных (2) ступии

ночных пазов местными утолщениями (рис. 572, а) или ребрами (рис. 572,6).

Шпонки с посадками N9 и Р9 в пазу нераз-борны, что следует учитывать при установке деталей с гладким беспазовым отверстием (например, подшипников качения) на ступенчатых валах. В конструкции по рис. 573, а сборка невозможна, так как надеванию подшипников мешает выступание шпонки (размер s).

Dcmld

f.se

1.50

1.3U

100 ItO 180 D.MM

Рнс. 572. Местное усиление ступип

Рис. 573. Несобираемое (а) и собиряе мые (б, в) соедннення

а) 6)

Рнс. 574. Монтаж насадных детален иа гладком вал;

Для беспрепятственной сборки диаметр D ступеньки (вид б) должен быть

D>d + 2ti,

где d - диаметр шпоночного соединения; 1 - высота выступания шпонки.

Перепад диаметров можно уменьшить, если отодвинуть ступеньку от края шпонки на рас-

надевание насадных деталей на вал. Целесообразнее монтировать детали на одной шпонке (рис. 574,6).

Для возможности демонтажа шпонок предусматривают нарезное отверстие под съемный винт (рис. 575, а), устанавливают шпонку в пазу, профрезерованном дисковой фрезой, из которого шпонку можно выбить осевой силой (вид б), или делают на шпонке косой срез, позволяющий выбить шпонку радиальной силой (вид в).

Применяемая иногда при передаче больших крутящих моментов установка деталей на двух или трех шпонках, расположенных под углом (рнс. 576), технологически нецелесообразна. Выдержать одинаковые углы расположения лазов на валу и в ступице трудно. Как прави-

Рис. 575. Демонтаж врезных шпонок

Ряс. S76. Установка i двух шпонках

стояние I, несколько большее ширины В подшипника (вид в). Тогда появляется возможность надеть подшипник через шпонку эксцентрично, после чего выровнять ва гладком участке вала и посадить на ступеньку. Диаметр D ступеньки в этом случае должен быть

D>d + ti.

Проще в таких соединениях применять закладные шпонки.

Следует избегать установки нескольких насадных деталей на гладких валах на отдельных врезных шпонках (рис. 574, а). Неизбежные погрешности углового расположения шпоночных пазов на валу затрудняют, а иногда делают невозможным последовательное

ло, необходима трудоемкая операция слесарной подгонки шпонок; одна из шпонок / в результате подгонки почти всегда получается ступенчатой. В таких случаях лучше применять одну шпонку увеличенного сечения или, если позволяют габариты, удлинять ступицу и шпонку.

Специальные конструкции

На рис. 577 показаны способы усиления заделки шпонок и предупреждения их выворачивания из шпоночного паза.

Увеличение ширины шпонок (рис. 577,Л позволяет при сохранении высоты рабочих граней развить опорную поверхность и, повысить