Ненапряжённые Напряжённые

Шпоночные соединения

Неподвижные: Подвижные: -клиновые (врезные и на лыске)

-призматические -направляющие -тангенциально-клиновые

-сегментные -скользящие - фрикционные

Шпоночные соединения по признаку наличия напряженности можно разделить на напряженные и ненапряженные. Напряженные соединения (т.е. посаженные с натягом) предполагают в соединении напряжение до приложения внешней нагрузки. Шпонка в напряженном соединении передает окружную и осевую силы, шпонка в ненапряженном соединении – только окружную силу. Шпонка в напряженном соединении смещает центр тяжести надетой на вал детали на величину, равную размеру посадочного зазора, это приводит к перекосу детали, что является основной причиной ограничения в их применении.

В практике широко применяются призматические и сегментные шпонки (рис. 1.1.1 а, б), причем при значительных крутящих моментах ставят две или более шпонок вдоль оси вала или по окружности. Тангенциальные шпонки (рис. 1.1.1 , в) наиболее часто используются в тяжелом машиностроении при передаче значительных крутящих моментов, переменных по величине или направлению. Реже используют клиновые (врезные и на лыске) (рис. 1.1.1 д, д) и фрикционные шпонки (рис. 1.1.1 е). В случае использования шпонки на лыске на валу вырезается сегментный паз. При резком увеличении нагрузки (например, ударе) шпонка на лыске проскальзывает по валу, и удар смягчается. Фрикционные шпонки используются для передачи относительно небольшого крутящего момента.

Соединение шпонкой: а — призматической, б — сегментной, в — тангенциальной,

г --- клиновой врезной, д — клиновой на лыске, е — фрикционной

Рис 1.1.1

Призматические врезные шпонки.

Соединения призматической шпонкой используются в конструкциях чаще, чем другие: эта шпонка имеет небольшую глубину врезания в вал, а, следовательно, ослабляет его в наименьшей степени, и при этом монтаж и демонтаж врезных шпонок относительно прост. Передача вращающего момента осуществляется за счет нормальных давлений, действующих на поверхности шпонки вследствие вращения. Рабочие – узкие грани шпонки. Соединение деталей шпонкой осуществляется свободным (вал/втулка H9/D10), нормальным (вал/втулка N9/JS9) и плотным (вал/втулка P9/P9). Призматические шпонки изготавливают из чистотянутой стали прямоугольного сечения с отношением высоты к ширине 1:1 (для валов малого диаметра) и 1:2 (для валов большого диаметра). Допускается применять сталь с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа. ГОСТами предусматривается три исполнения призматических шпонок шпонок: исполнение 1 - со скругленными торцами, исполнение 2 – с обоими плоскими торцами, исполнение 3 – с одним закругленным и одним плоским торцем, (для призматических высоких шпонок предусмотрены два исполнения – 1 и 2) (рис. 1.1.2).