mi band

Шпонкові з’єднання

Шпонкові з’єднання.

Огляд теми. При вивченні теми студент повинен зосередити увагу на слідуючих питаннях теоретичного характеру, які висвітлені в базовому підручнику (1) та додаткових джерелах(2,3). При вивченні теми студент повинен засвоїти основні шпонкові з’єднання та матеріали, з яких виготовляють шпонки, що найбільше використовуються в обладнанні харчової промисловості. На базі здобутих теоретичних знань проводити розрахунки шпонкових з’єднань на зминання.

1. Шпонкові з’єднання

Шпонкою називають деталь, яку встановлюють у пази вала і маточини (втулки) для утворення з’єднання, здатного передавати обертовий момент від вала до маточини або від маточини до вала.

На рис. 1 зображені деталі шпонкового з’єднання: 1 — шпонка, 2 — вал і 3 — втулка (або маточина шківа, зубчастого колеса).

Завдяки простоті та надійності конструкції, порівняно низькій вартості, а також зручності складання шпонкові з’єднання широко застосовують у машинобудуванні. До недоліків шпонкових з’єднань належить послаблення вала та маточини шпонковими пазами, які зменшують поперечний переріз і спричинюють значну концентрацію напружень, що може викликати втомне руйнування валів.

126.-6001

Рис. 1. Шпонкове з’єднання.

2. Конструкції шпонкових з’єднань.

Розрізняють ненапружені та напружені шпонкові з’єднання. З’єднання, напружені клиновими шпонками, застосовуються рідко.

Ненапружені шпонкові з’єднання отримують за допомогою призматичних та сегментних шпонок.

Призматичні шпонки бувають звичайні (рис. 2, а) та напрямні (рис. 2, б). Звичайні призматичні шпонки призначені для нерухомого з’єднання маточини (втулки) з валом. Вони бувають із округленими або плоскими торцями. Напрямні шпонки застосовують у тих випадках, коли деталі, розміщені на валах, можуть рухатись уздовж валів. Напрямну шпонку закріплюють до вала гвинтами.

126.-6002

Рис. 2. З’єднання призматичними шпонками

Згідно із стандартом ширину призматичної шпонки B і висоту H вибирають залежно від діаметра вала d. Стандарт також регламентує глибину паза на валу t1 і у втулці t2. Довжину шпонки / вибирають за шириною деталі, розміщеної на валу, перевіряють розрахунком на міцність і також узгоджують зі стандартом. Робочими гранями призматичних шпонок є їхні бічні грані, які контактують з бічними гранями пазів. Робоча довжина призматичної шпонки зі скругленими торцями Lo= LB, а для шпонки з плоскими торцями Lo=L (рис. 2, а).

3. Розрахунок ненапружених шпонкових з’єднань. Оскільки шпонкові з’єднання стандартизовані і їхні розміри вибирають залежно від діаметра вала за відповідними стандартами, розрахунок шпонкових з’єднань у здебільше виконують як перевірний.

Розрахунок з’єднання призматичною шпонкою. В з’єднанні на рис.3 обертовий момент Τ передається від вала до маточини деталі, розміщеної на ньому, за допомогою взаємодії бічних вузьких граней шпонки з бічними стінками пазів на валу та в маточині. Навантажені поверхні зминаються і при незначних мікропереміщеннях спрацьо­вуються.

Основним розрахунком з’єднання призма­тичною шпонкою є розрахунок за умови обмеження напружень зминання σзм=F/Aзм < [σ]зм, де F — сила, що діє на навантажені поверхні, а Aзм — площа поверхні зминання.

126.-6003

Рис. 3. До розрахунку з єднання призматичною шпонкою

Для даного з’єднання маємо наближено F=2T/d, а площа поверхні зминання Aзм = (h-tl) Lo ,

де Lo — робоча довжина призматичної шпонки (див. рис. 2, а). Таким чином, умову міцності шпонкового з’єднання записуємо у вигляді

Σзм = 2T/ [Dlo (h-tl)] < [σ]зм .

Питання по темі.

Які шпонки застосовують для ненапружених і напружених шпон очних з’єднань? Який вид деформації є найбільш вірогідним та небезпечним при роботі шпонкового з’єднання? Основні положення методики розрахунку з’єднань з призматичною шпонкою. Що таке шліцьове з’єднання? Наведіть приклад шліцьового з’єднання.

Задача. Чавунний шків закріплюють на валу за допомогою сегментної шпонки. Вибрати розміри шпонки та перевірити міцність шпонкового з’єднання, якщо відомі: номінальний обертовий момент Т, що передає з’єднання, діаметр вала d, навантаження постійне.

Рекомендована література:

Прикладная механика: Учебное пособие / А. Т.Скойбеда, А. А.Миклашевич, Е. Н.Левковский и др.; Под общ. ред. А. Т.Скойбеды. — Мн.: Выш. Шк., 1997 – 522с. Иосилевич Г. Б., Лебедев П. А., Стреляев В. С. Прикладная механика. – М.: Машиностроение, 1985 – 576с. С. А. Чернавський та ін. Курсове проектування деталей машин. – Машинобудування, 1987. – 146-152 с. Прикладная механика. К. И.Заблонский, М. С.Беляев, И. Я.Телис и др. – Киев: Вища школа, 1984 – 280с. Гузенков П. Г. Детали машин.-М.: Высшая школа, 1986 – 359с. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин.-М.: Высшая школа, 1985 – 416с. Иванов М. Н. Детали машин.-М.: Высшая школа, 1984 – 336с. В. Т. Павлище, Є. В. Харченко та ін. Прикладна механіка. – Львів: Інтелект-захід, 2004 –

366 с.

mi band