Основные сведения. Для передачи вращения и вращающего момента от вала к зубчатому колесу, шкиву, звездочке и другим соосным с валом деталям широко используют соединения типа

Для передачи вращения и вращающего момента от вала к зубчатому колесу, шкиву, звездочке и другим соосным с валом деталям широко используют соединения типа “вал – ступица”.

Различают два основных способа передачи вращающего момента в этих соединениях: жесткий и фрикционный.

При жестком способе вращающий момент передают пос­редством шпонок, шлицев, штифтов, профилей и др.

При фрикционном способе вращающий момент передают за счет сил трения на сопряженных поверхностях вала и ступицы: посадки с гарантированным натягом, клеммовые соединения.

Возможно применение сочетания жесткого и фрикционного способов.

В малосерийном производстве (в малонагруженных узлах) ши­роко применяют шпоночные соединения, в которых шпонка:

· передаёт вращающий момент,

· смягчает посадку и

· предотвращает относительный поворот соединяемых деталей.

В крупносерийном и массовом производ­стве (при значительных или циклических нагрузках) более совершенные шлицевые соединения вытесняют шпоночные.

В состав шпоночного соединения входят: вал, шпонка, ступица (зубчатого колеса, шкива, звёздочки и др.). Шпонка – это стальной брус прямоугольного поперечного сечения. Шпонку устанавливают в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента от вала к ступице и наоборот.

Достоинства шпоночных соединений:

· простота конструкции,

· сравнительная лёгкость монтажа и демонтажа.

Недостатки шпоночных соединений:

· ослабление вала и ступицы пазами под шпонку,

· значительная концентрация напряжений изгиба и кручения, вызываемая шпоночным пазом на валу,

· необходимость ручной пригонки шпонки по пазу при изготовлении паза концевой фрезой,

· отсутствие осевой фиксации шпонки по пазу вала при выполнении паза дисковой фрезой, отсюда – необходимость дополнительного крепления шпонки по валу, например: винтами.

В связи с перечисленными недостатками шпоночные соединения не рекомендуют применять для быстроходных динамически нагруженных узлов машин.

Шпоночные соединения можно разделить на ненапряженные и напряженные (табл. 5.1).

Таблица 5.1