Чертеж шпонки с размерами

Как известно, шпоночное соединение представляет из себя соединение вала с какой-либо из деталей механизма. При этом в качестве соединяемого элемента для деталей используется специальная стальная шпонка. В зависимости от конструкции механизма, размеров, а также типа его действия и уровня нагрузок, для такого соединения деталей могут применять разные по конфигурации и исполнению виды шпонок. Собственно, одни из самых востребованных видов шпонок — шпонки призматические.

Призматические шпонки в зависимости от степени их подвижности делятся на две группы:

1. Призматические шпонки для подвижного соединения
2. Призматические шпонки для неподвижного соединения

При этом, для каждой из таких групп применяются разные виды призматических шпонок:

Закладные призматические шпонки

Направляющие призматические шпонки

Скользящие призматические шпонки

Закладные призматические шпонки предназначены для шпоночных соединений, в которых ступица остается неподвижной относительно вала. Направляющие призматические шпонки используются в случае когда ступица вращается вместе с валом вдоль его продольной оси, во время передвижения проскальзывая стенками паза по уже установленной на валу шпонке. Шпонка призматическая скользящего типа закрепляется в пазу ступицы неподвижно и при движении она скользит в пазу вала последней.

При этом призматические шпонки каждого вида имеют свои стандарты для изготовления:

• ГОСТ23360-78шпонки призматические закладные
• ГОСТ 8790-79 шпонки призматические направляющие
• ГОСТ 12208-66 шпонки призматические скользящие

Само собой, размеры шпонок и шпоночных пазов для них будут отличаться в зависимости от конкретного типа изделий. Все заводские поперечные размеры призматических шпонок стандартизованы под популярные диаметров валов, которые наиболее часто задействуются в механизмах и устройствах во множестве промышленных отраслей. Таким образом, размеры призматических шпонок, предельные допустимые отклонения, а также зависимость между диаметром вала и сечением регулирует ГОСТ.

Размеры призматических шпонок

Размеры закладных призматических шпонок ГОСТ 23360-78

Закладные призматические шпонки ГОСТ 23360-78 производят в 3-х вариантах исполнения:

1. Исполнение 1 — с двумя закругленными торцами
2. Исполнение 2 — с одним закругленным, одним прямым торцом
3. Исполнение 3 — с двумя прямыми торцами

Согласно ГОСТ 23360-78 размеры призматических шпонок закладного типа вне зависимости от варианта их исполнения, должны соответствовать значениям, которые указаны в таблице:

Шпонка представляет из себя прямоугольный металлический брусок, выполняющий соединительную функцию на валах.

Размеры шпонок:

— ряд длин : 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500 (мм);
— ширина и высота : от 2 (мм) до 100 (мм) ;
— диапазон диаметров валов : от 6 (мм) до 500 (мм) ;
— сортамент : ГОСТ 23360-78.

Подробные значения глубины паза, радиуса закругления и размеры фаски представлены в таблице ниже .

Другие параметры:

Шпонки изготавливают из тягучей шпоночной стали ( ГОСТ 8787-68 ). В отдельных случаях допускается использование аналогичной стали с сопротивлением к разрыву не менее 590 МПа .

При креплении режущих объектов допускается применение шпонок меньшим сечением: 7 (мм) х 7 (мм) и 24 (мм) х 14 (мм) .

pdf

Нерезьбовые соединения

Все разъёмные соединения можно разделить на 2 группы: резьбовые и нерезьбовые. К нерезьбовым разъемным соеди­нениям относятся шпонки, шлицы, штифты, шплинты.

Рис. 1. Нерезьбовые соединения

Шпоночные соединения

В машиностроении широко применяется соединение шпонками. Шпоночные соединения применяют обычно при передаче значительных вращающих моментов при диаметре вала не менее 6 мм (рис. 2). В кинематических передачах и передачах с высоким требованием по точности рекомендуют использовать штифтовые соединения. Соединяются валы с насаженными на них деталями, например, маховиками, шкивами, зубчатыми колесами, муфтами, звездочками цепных передач, кулачками. Эти соединения просты по выполнению, компактны, легко разбираются и собираются.

Рис. 2. Соединение шпонкой

В таком соединении часть шпонки входит в паз вала, а часть – в паз ступицы колеса.

Шпонки — это конструктивный элемент, служащий для со­единения с валом деталей, передающих вращательное или коле­бательное движение.

По конструкции шпонки делятся (рис. 3) на призматические, сегмент­ные, клиновые и цилиндрические (встречаются очень редко).

Рис. 3. Шпонки: а — призматическая; б — сегментная; в — клиновая; г) цилиндрическая

Форма и размеры шпонок стандартизованы и зависят от диаметра вала и условий эксплуатации соединяемых деталей. Большинство стандартных шпонок представляют собой деталь призматической, сегментной или клиновидной формы с прямоугольным поперечным сечением. Шпонки в продольном разрезе показываются нерассеченными независимо от их формы и размеров.

Наибольшее распространение имеют призматические шпонки, которые, располагаясь в пазу вала, несколько выступают из него и входят в паз, выполненный во втулке (ступице) детали, соединяемой с валом. Передача вращения от вала к втулке (или наоборот) производится рабочими боковыми гранями шпонки.

Рис. 4. Соединение призматической шпонкой

После сборки шпоночного соединения между пазом втулки и верхней гранью шпонки должен быть небольшой зазор; размеры пазов на валу и во втулке выбирают по ГОСТ 23360-78.

Призматические шпонки по ГОСТ 23360-78 изготовляют в трёх исполнениях.

Рис. 5. Виды исполнений призматических шпонок

Размеры сечений призматических шпонок и соответствующих им пазов определяются диаметром вала, на котором устанавливается шпонка.

На чертеже вала обычно наносят размер t1, а на чертеже втулки колеса всегда d + t2. Необходимая длина шпонки в зависимости от условий работы и действующих на шпоночное соединение сил выбирается по ГОСТ 23360-78.

Рис. 6. Чертеж соединения призматической шпонкой

Сегментные шпонки применяются для соединения с валом деталей, имеющих сравнительно короткие втулки (рис. 7). Размеры сегментных шпонок и пазов устанавливает ГОСТ 24071–80.

Шпонки передают вращающий момент. Шпоночное соединение состоит из вала, втулки (зубчатого колеса, муфты и т.п.) и шпонки.

Рис. 7. Соединение сегментной шпонкой

Рис. 8. Чертеж соединения сегментной шпонкой

Клиновые шпонки в точных механизмах не применяют. Конструкция и форма шпонки связаны с технологичностью изготовления пазов под шпонку. Пазы на валах фрезеруют, а в ступицах – прорезают протяжками.

Рис. 9. Соединение клиновой шпонкой: вид и чертеж

Цилиндрические шпонки чаще всего используют для закрепления деталей на конце вала. Отверстие для шпонки обрабатывают в соединяемых деталях (вал и ступица) совместно. Шпонка устанавливается с натягом.

В обозначение шпонок входит вид шпонки и её размеры (ширина, высота, длина) Например:

«Шпонка 12х8х60» — Шпонка призматическая, 12 – ширина, 8 – высота, 60 – длина в мм.

«Шпонка сегм. 8х15» Шпонка сегментная, 8 – толщина, 15 – высота в мм.

Штифтовые соединения

Штифты — конструктивный элемент, представляющий собой гладкий стержень, служащий для точного фиксирования взаим­ного положения деталей и узлов, а также в качестве крепежных деталей. Штифты предназначены для неподвижного разъёмного соединения деталей, передающих усилие от одной детали к другой, или для фиксации одной детали относительно другой.

Рис. 10. Штифтовые соединения

По конструкции штифты бывают нескольких видов, но наиболее распространены цилиндрические и кониче­ские (рис. 11).

Рис. 11. Штифты: а — цилиндрический; б — конический

Конические штифты благодаря конусности 1:50 обеспечивают самоторможение при действии на них поперечных сил. Они допускают многократную постановку их в отверстие при сохранении точности взаимного расположения соединяемых деталей. Для облегчения удаления штифта отверстие для него делают сквозным. Чтобы предохранить конические штифты от выпадения, применяют (рис.12) штифты с рассечением на конце (разводные) (б), с резьбой (в), пружинные кольца 4 (г).

Рис. 12. Виды штифтового соединения

При изображении на сборочных чертежах в разрезе, если секущая плоскость проходит вдоль оси, штифты показывают не рассечёнными.

Рис.13. Чертеж штифтового соединения

В обозначение штифтов входит вид штифта и его размеры (диаметр и длина). Например:

«Штифт цилиндрический 5х30» – Штифт цилиндрический, 5 – диаметр штифта, 30 – длина

«Штифт конический 10х70» – Штифт конический, 10 – меньший диаметр, 70 – длина

Шлицевые соединения

Зубчатые (шлицевые) соединение какой-либо детали с валом образуется выступами (зубьями), имеющимися на валу, и впадинами такого же профиля во втулке или ступице. Это соединение аналогично шпоночному, но так как выступов несколько, то это соединение по сравнению со шпоночным имеет значительное преимущество. Оно способно передавать крутящие моменты значительной величины, легко осуществлять общее центрирование втулки и вала и их осевое перемещение. Поэтому его применяют в ответственных конструкциях машиностроения.

Рис. 14. Шлицевое соединение

Шлиц — конструктивный элемент, представляющий собой выступ определенной формы на валу.

Шлицы бывают прямоугольной, эвольвентной и треугольной формы . Пpямобочные и эвольвентные зубчатые соединения стандартизованы (ГОСТ 1139 — 80 и ГОСТ 6033 — 80 соответственно). Шлицевые соединения треугольного профиля нестандаpтизованы.

Рис. 15. Форма поперечного сечения выступов зубчатых соединений: пpямобочные, эвольвентные, треугольные.

На рисунке 16 изображены валы со шлицами различной формы.

Рис. 16. Шлицевые валы

В машиностроении широко применяются зубчатые соединения прямобочного профиля, выполняемые по ГОСТ 1139–80, который устанавливает размеры элементов соединения, их предельные отклонения и условные обозначения. Стандарт предусматривает прямобочные шлицевые соединения трех серий: легкой, средней (обе с числом зубьев от 6 до 10) и тяжелой (с числом зубьев от 10 до 20), отличающихся друг от друга высотой зубьев и, следовательно, нагрузочной способностью.

В эвольвентных шлицевых соединениях ГОСТ 6033-80 предусматривает номинальные диаметры от 4 до 500 мм, модули от 0,5 до 10 мм и числа зубьев от 6 до 82. Рекомендуемое центрирование – по боковым сторонам зубьев. При таком центрировании толщина зуба по делительной окружности равна ширине впадины. Возможно также центрирование по наружному диаметру вала. Соединения шлицевые треугольные не стандартизованы и применяются как неподвижные при тонкостенных ступицах, пустотелых валах, стесненных габаритах деталей и сравнительно небольших вращающих моментах. Центрирование соединения выполняется по боковым поверхностям зубьев.

Треугольные шлицевые соединения бывают цилиндрическими и коническими.

Изображение шлицевых деталей на чертеже

ГОСТ 2.409–74 устанавливает условные изображения зубчатых (шлицевых) валов, отверстий и их соединений, а также правила выполнения элементов соединений на чертежах зубчатых валов и отверстий.

Рис. 17. Условное изображение шлицевых соединений прямобочного профиля

Окружности и образующие поверхностей впадин на изображениях зубчатого вала и отверстия показывают сплошными тонкими линиями, при этом сплошная тонкая линия поверхности впадин на проекции вала на плоскость, параллельную его оси, должна пересекать линию границы фаски. На разрезах образующие поверхности впадин и отверстия показывают сплошными основными линиями.

На продольных разрезах и сечениях зубья валов и впадины отверстия ступиц совмещают с плоскостью чертежа, при этом зубья показывают нерассеченными, а образующие, соответствующие диаметрам d и D, показывают сплошными толстыми линиями.

На проекциях вала, перпендикулярных его оси, а также в поперечных разрезах и сечениях окружности впадин показывают сплошными тонкими линиями.

Делительные окружности и образующие делительных поверхностей показывают штрихпунктирной линией.

На изображениях, перпендикулярных оси вала или отверстия, изображают профиль одного зуба и двух впадин. Сплошной толстой основной линией проводятся окружности, соответствующие диаметру D (для вала) и диаметру d (для отверстия ступицы). Сплошной тонкой линией проводятся окружности, соответствующие диаметру d (для вала) и диаметру D (для отверстия).

Практические задания, тесты и домашние работы