ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Для разъемных соединений валов с посаженными на них дета­лями (шкивами, шестернями) применяют шпоночные соедине­ния (рис. 121), которые обеспечивают передачу крутящего мо­мента от вала к детали или от детали к валу. Шпоночные со­единения разделяются на напряженные и ненапряженные.

Напряженные шпоночные соединения выполняют с помощью клиновых шпонок, которые способны передавать как крутящий момент, так и осевые усилия. Клиновые шпонки изготовляют врезными, на леске, фрикционными и тангенциальными. Врез­ные шпонки имеют прямоугольное сечение и их устанавливают в общем пазу вала и ступицы детали. Эти шпонки могут переда­вать большие крутящие моменты.

Шпонки на ласке устанавливают в паз ступицы детали. Они также имеют прямоугольное сечение и работают в результате одностороннего клинового защемления.

Фрикционные шпонки устанавливают только в паз ступицы. Они прилегают к валу широкой гранью, которая имеет цилин­дрическую поверхность по радиусу вала. Для таких шпонок паз в валу не делают. В этом случае сечение вала не ослабевает. При помощи этих шпонок деталь можно устанавливать в любом месте вала. Соединения фрикционными шпонками не могут передавать больших крутящих моментов, так как в этом случае вал проскальзывает относительно ступицы детали.

Напряженные шпонки изготовляют с уклоном 1 : 100 по длине одной из широких рабочих граней. Соответствующий уклон делают и в пазу соединяемой с валом детали. Шпонки заклини­вают ударами молотка через мягкую прокладку, предохраняю­щую от повреждения головку шпонки.

Тангенциальные (клиновые) шпонки используют при нагружении шпоночного соединения большими знакопеременными нагрузками. Такие шпонки врезают в вал широкой гранью, на­правленной по касательной к поверхности вала и детали. Тан­генциальная шпонка состоит из двух односкосных клиньев с уклоном 1:100, составленных так, что рабочие узкие грани шпонки взаимно параллельны. Обычно в таком шпоночном соединении используют две тан­генциальные шпонки, устанав­ливаемые под углом 120— 135° одна к другой. Танген­циальные шпонки при установ­ке заклинивают ударами мо­лотка по торцу широкой части одного из клиньев. При затяж­ке узкие шпонки упираются в стенки лаза вала и соеди­няемой детали и создают не­обходимый распор. Такие шпонки используют обычно при диаметре вала более 100 мм.

Рис. 121. Шпоночные соединения:

а – врезные клиновые; б – на лыске; в – фрикционные; г – тангенциальные;
д – обыкновенные; е – направляющие; ж – сегментные .

Ненапряженные шпоночные соединения выполняют при по­мощи Призматических и сег­ментных шпонок. Их устанав­ливают в пазах вала и детали без зазора по боковым сторо­нам, которые являются рабо­чими гранями. Широкие грани шпонок имеют зазор между ступицей детали, поэтому шпонки не расклинивают соединяемые детали и могут переда­вать только крутящий момент без осевых усилий. Призматиче­ские шпонки разделяются на обыкновенные и направляющие. Обыкновенные шпонки передают крутящий момент при непо­движном соединении вала и детали. Направляющие шпонки применяют для передачи крутящего момента в тех случаях, ког­да соединяемые с валом детали должны свободно перемещаться вдоль вала (кулачковые муфты, скользящие шестерни). Такие шпонки крепят в пазу вала винтами. Для извлечения шпонки из паза в середине ее делают отверстие с резьбой. При ввинчи­вании в отверстие винта конец его упирается в вал и приподни­мает шпонку.

Сегментные шпонки передают небольшие крутящие моменты на валах диаметром до 60 мм. Такие соединения просты в из­готовлении: шпонки вытачивают на станке, а пазы на валу фре­зеруют дисковой фрезой.

При помощи шпоночных соединений крепят на валах цепные колеса буровых лебедок и цепных редукторов, шестерни на валах редукторов и коробок передач, шкивы насосов, силовых агрега­тов и др.