Соединения валов с сопряженными деталями. Соединения типа «вал-ступица». Штифтовые соединения

4. СОЕДИНЕНИЯ ВАЛОВ С СОПРЯЖЕННЫМИ ДЕТАЛЯМИ

4.1. Общие положения

При проектировании приводов, состоящих из зубчатых и червячных колес, звездочек цепных передач, шкивов ременных передач, распорных втулок, подшипников, необходимо обеспечить их точную установку на валах, передачу вращающего момента от колес, шкивов и звездочек к валу или в обратном направлении, предусмотреть осевое фиксирование указанных деталей на валах и возможность регулирования осевого положения зубчатых или червячных колес, зазоров в подшипниках.

4.2. Соединения типа «вал-ступица»

Для передачи вращения от вала к ступице зубчатого колеса, шкива, звездочки и других соосных деталей широко используют различные жесткие соединения, основными видами из которых являются: 

•  штифтовые; 

•  шпоночные; 

•  шлицевые;

•  фланцевые.

Элементы жестких соединений работают на срез, изгиб и смятие.

4.2.1. Штифтовые соединения

4.2.1.1. Общие положения

Штифты представляют      собой цилиндрические d   d

(рис. 4.1, а) или конические (рис. 4.1, б) стержни, предназначенные для фиксации взаимного расположения скрепляемых между собой деталей, в качестве крепежных деталей, для передачи небольших поперечных сил и моментов (преимущественно в приборостроении). Штифты применяются также в качестве разрушаемой детали в цепи передачи энергии, предохраняющей изделие от перегрузок. 

Конические штифты выполняют с конусностью 1:50, обеспечивающей самоторможение и центрирование деталей.

Гладкие штифты – и цилиндрические, и конические – точно фиксируют соединяемые детали относительно друг друга, но требуют высокой точности изготовления и обработки посадочных отверстий. 

Гладкие штифты в отверстиях удерживаются трением. Для этого цилиндрические штифты устанавливают в отверстиях с натягом, а при действии неравномерных нагрузок и при значительных угловых скоростях цилиндрические штифты дополнительно фиксируют в отверстиях кернением, развальцовкой, расклепкой концов (рис. 4.2, а) или пружинными кольцами (рис. 4.2, б). 

Под насеченные штифты не нужно развертывать отверстие – насечки обеспечивают надежное соединение, но такие штифты обеспечивают меньшую точность фиксации.

Типы, интервалы размеров и материалы стандартизованных штифтов приведены в табл. П.142.

4.2.1.2. Посадки штифтовых соединений

Установочные штифты обычно устанавливают по посадке с натягом в одной из соединяемых деталей. С другой деталью его устанавливают по посадке H7/js6 или H7/h6.

4.2.2. Шпоночные соединения

4.2.2.1. Общие положения

Шпоночные соединения применяют для передачи вращающего момента. Их используют при небольших нагрузках, когда соединения могут быть неподвижными или подвижными вдоль оси вала, напряженными (при клиновых и тангенциальных шпонках) или ненапряженными (при призматических и сегментных шпонках).

Призматические шпонки (рис. 4.3) (табл. П.143) изготовляют следующих трех типов:

•  обыкновенные (ГОСТ 23360–78) и высокие (ГОСТ 10748–79), которые используют для неподвижных соедине-

           ний ступиц с валами;                                                                Рис. 4.3

•  направляющие с креплением на валу

(ГОСТ 8790–79), применяемые в том случае, когда ступицы должны иметь возможность перемещения вдоль валов;

•  скользящие сборные (ГОСТ 12208–66), соединяющиеся со ступицей выступом (пальцем) цилиндрической формы и перемещающиеся вдоль вала вместе со ступицей.

Клиновые шпонки представляют собой самотормозящий клин с уклоном 1:100; их выполняют по ГОСТ 24068–80. Клиновые шпонки разделяют на закладные и забивные. 

Забивные шпонки изготавливают с головками для забивки и извлечения шпонок из пазов.

Тангенциальные шпонки отличаются от клиновых тем, что натяг между валом и ступицей создается ими не в радиальном, а в касательном (тангенциальном)      направлении. Эти шпонки применяют преимущественно для тяжелонагруженных валов при передаче

реверсивных движений; их выполняют по             Исполнения шпонок ГОСТ 24069–80 (нормальные) и ГОСТ 24070–80            1        2

(усиленные).

Сегментные шпонки (ГОСТ 24071–80) (рис. 4.4) (табл. П.144) применяют на валах

небольших диаметров (до 38 мм) и при ко-

роткой ступице; соединения просты в изго- ^{Рис. 4.4} товлении и сборке, однако вал ослабляется глубоким пазом под шпонку.

Круглые цилиндрические и круглые конические шпонки (рис. 4.5) не стандартизованы. Их используют в тех случаях, если втулку необходимо установить