Шпоночный материал

Шпоночная сталь и шпоночные соединения

Как часто Вы бывали на больших металлургических заводах? Мы вот с коллегами недавно попали на такой завод с экскурсией. Огромные доменные печи, плавильни. Мы смотрели как прокатывается металл на специализированных прокатных станках. Там было очень брутально и жарко. Нам показывали как делается шпоночная сталь и как вследствие изготавливаются шпонки из калиброванной стали. Мы заинтересовались этой темой и решили разобраться в этом вопросе побольше. Время научно-популярного контента, а это значит, что сегодня я Вам расскажу, что такое шпоночный прокат. Как часто Вы бывали на больших металлургических заводах? Мы вот с коллегами недавно попали на такой завод с экскурсией. Огромные доменные печи, плавильни. Мы смотрели как прокатывается металл на специализированных прокатных станках. Там было очень брутально и жарко. Нам показывали как делается шпоночная сталь и как вследствие изготавливаются шпонки из калиброванной стали. Мы заинтересовались этой темой и решили разобраться в этом вопросе побольше. Время научно-популярного контента, а это значит, что сегодня я Вам расскажу, что такое шпоночный прокат.

Шпоночный или калиброванный сплав применяется для создания «шпонок», а если конкретней, то отрезок шпоночной стали нарезается на шпонки. Шпонка — это соединитель для различного рода механизмов. Очень часто используется выражение «шпоночный соединитель».

Шпонка или шпоночный соединитель представляет собой небольшой, продолговатый отрезок шпоночной стали с разными формами:

• призматическая
• сегментная
• цилиндрическая(штифт)
• клиновая

Шпонки применяются в механизмах, станкостроении и машиностроении, а также в автомобилях, производственных машинах и роботизированной технике. Шпонка — это очень надёжный механический элемент, используется для фиксации от проворачивания втулок и валов отвесных соединений

Очень важно задействовать шпонки достаточной жёсткости при использовании втулок, которые работают на высоких угловых скоростях с отсутствием биения при вращении. Шпоночное соединение играет роль клина, но если будет применена чрезмерная нагрузка, то шпону просто сорвет

Заменить шпонку не составит труда, а цена её довольно мала. Убедитесь сами! Цены. В этом магазине большой выбор шпоночных изделий, можно подбирать по диаметру.

Виды шпонок

Основные виды шпонок делят на два типа: напряженные и ненапряженные. Среди которых выделяются такие типы шпонок:

1. Клиновые. Особый тип, который отличаются углом наклона верхней грани. В общем разделение на виды происходит исходя из классификации шпоночных соединений. Устанавливается в паз с помощью физической силы, ударным методом. Применение такого типа соединения позволяет добиться необходимого напряжения. Нарезанный клин, находясь в пазе, распирает его изнутри. За счет силы прижатия, вал и ступица совместно вращаются.Используется довольно редко, так как ее использование предусматривает индивидуальный подгон. Это можно считать недостатком для массового производства механизмов. Основное назначение — применение в тихоходных передачах и узлах неподвижного соединения.

   Среди клиновых шпонок выделяют:

   • врезные;
2. на лыске;
3. фрикционные;
4. без головки и с головкой.
5. Сегментные. Производятся в виде сегментной пластины, загоняемой в паз. Производиться методом фрезерования. Широко применяются в производстве, так как просты в изготовлении, не требуют особой точности при нарезании и легко устанавливается. Отличается установкой в боле глубокий паз, в сравнении с аналогами. Глубокий паз не подходит для больших нагрузок, так как значительно снижает прочность вала, поэтому используется при небольших крутящих моментов.

   На длинных ступицах может устанавливаться несколько шпонок, так как они имеют фиксированную длину. Выполняют предохранительную функцию на срез и смятие.

6. Призматические. Отличаются параллельными гранями, которые устанавливаются в паз и фиксируют ступицу. Рабочими гранями в таки случаях являются боковые. Относятся к ненапряженному типу шпоночных соединений, поэтому существует вероятность возникновения коррозии в месте соединения. Для исключения коррозии, муфта и вал соединяются с натягом. Концы производятся обычно со скругленными или плоскими концами. Для скругленного типа рабочей поверхностью считается длина прямых краев. Паз нарезается с помощью фрезы.Передача усилия происходит путем давления поверхности паза на шпонку, которая передает крутящий момент на паз ступицы. Данный тип соединения призматической шпонкой часто используется для подвижных соединений, поэтому используют дополнительное крепление с помощью винтов. Как и многие другие типы выполняет функцию предохранителя при смятии и срезе.
7. Цилиндрические. Штифты в таких шпонках изготавливаются в виде цилиндров. Работаю в натяжении с отверстием на торце вала, которое высверливается под соответствующие размеры шпонок. Используется в тех случаях, когда ступица устанавливается на конце вала. Требует особого подхода к монтажу шпоночных соединений.Позволяют работать на срез и смятие. Поэтому выбор шпонки производят исходя из прочности на смятие.

Исходя из типа посадки выделяются:

1. Свободная – применяется в случаях, когда выполнять сварочные работы довольно сложно и есть необходимость подвижного сцепления деталей во время работы.
2. Плотная – нужна для создания сцеплений, движение которых во время работы выполняется в одном пространственном положении.

Набор инструментов

Для выполнения работы помимо станка потребуется:

• резец расточной;
• резец долбежный;
• масло для смазки.

Расточной резец может использоваться любой, конечно в пределах возможностей диаметра втулки. Что касается долбежного инструмента, то его сечение подбирается под требуемую ширину шпоночного паза. Смазочное масло потребуется только в тех случаях, если приходится работать с твердым металлом. Для мягких сталей при условии применения качественных резцов оно не обязательно, поскольку расточка фаски и долбление не вызывает критического перегрева, способного ускорить стирание режущей кромки инструмента.

Алгоритм расчета

Расчет шпонки по исходным данным можно сделать с помощью компьютерных программ. Наиболее простые, и удобные в пользовании: MS Excel и OOo Calc. Программа включает в себя расчетные формулы, содержит все нормализованные размеры на валы, ступицы и шпонки.

Для выполнения алгоритма расчета используем пример с реальными цифрами. Их следует заносить в строгой последовательности в раздел с синими надписями значений. Проставлять цифры следует в свободную колонку между условными обозначениями из формул и единицами измерения. Например:

1. Крутящий момент на валу – 300 Н/м.
2. Диаметр вала – 45 мм.
3. Глубина паза на валу – 5,5 мм.
4. Высота шпонки – 9 мм. Выбирается по справочной таблице, которая имеется в программе.
5. Ширина шпонки – 14 мм.
6. Длину шпонки – 63 мм.
7. Вариант исполнения – 1. С прямыми углами, или закругленными торцами с одной или двух сторон. Выбираем с полукруглыми торцами. По классификации они обозначаются 1.
8. Величина допускаемого при смятии напряжения – 90 Мпа.
9. Напряжение среза – 54 Мпа. Значение берется как 60% от величины смятия.

Результаты расчетов программа выдает в той же таблице, только ниже, это действующие величины напряжений смятия и среза, нагруженность соединения по этим напряжениям.

В таблице приведены результаты расчета на компьютерной программе MS Excel.

Название показателя	Формула расчета	Полученное значение
Напряжение смятия действующее	δсм=2*T/(d*(h-t1)*Lp)	77,7 МПа
Напряжение действующее среза	δсм=2*T/(d*(h-t1)*Lp)	19,4 Мпа
Нагруженность по напряжению смятия	sсм=δсм/{δсм}	86,40%
Нагруженность по срезу	Sср=TСР/{Tср}	36,00%

Расчет на смятие и срез производится приблизительный, поскольку не учитывается целый ряд факторов, влияющих на фактический размер нагрузки:

• неравномерное соединение по всей плоскости;
• наличие фасок на детали, уменьшающих площадь;
• не прилегание на скругленных торцах втулки на зубчатом колесе.

На практике обычно делают расчет на смятие, поскольку эта сила воздействия значительно превышает давление на срез. При разрушении в результате перегрузок, происходит деформация поверхности соприкосновения деталей, потом шпонка срезается. При расчете механизмов, результат умножается на коэффициент прочности. Для каждого вида машин он разный.

Программы подходят и для расчета круглых шпонок. Площадь воздействия и сечение берутся по аналогии с призматическими, рассчитываются через радиус.

Виды шпонок

Современное производство предоставляет свыше 20 наименований разного рода.. Но среди них выделяют следующие наиболее применяемые типы в машиностроении:

• Клиновые – используются на концевых установках и являются разновидностью забивных шпонок. Такое шпоночное соединение применяют при диаметре вала от 100 мм. В настоящее время встречаются крайне редко. Причина этого кроется в высокой вероятности перетяжки узла и смещении соосности ступицы и вала под воздействием одностороннего усилия. А также затрудненное извлечение шпонок.
• Призматические. Размеры паза регулируются ГОСТ 23360-78. Они наиболее востребованы в промышленности из-за оптимального соотношения прочности и технологичности. Существует две их разновидности: врезные и закладные. Врезные шпонки устанавливаются с натягом, а закладные с небольшим зазором.
• Направляющие шпонки. От призматических их отличает наличие отверстий под крепеж на валу. Помимо передачи вращения они служат элементом для направления деталей.
• Сегментные шпонки выделяются среди остальных повышенной технологичностью вырезания пазов. Пазы изготавливают с помощью дисковых фрез, что обеспечивает им большее значение точности и производительности. Крепеж шпонок на валах также отличается более высокой устойчивостью из-за более глубокого врезания в их поверхность. Однако одновременно все эти достоинства являются причиной существенного ослабления вала. Это обстоятельство наряду с небольшой длиной паза приводит к появлению повышенных напряжений, которые и ограничивают использование шпонок малонагруженными изделиями.

Стоит отметить, что шпоночные пазы изготавливаются методом фрезерования, долбления протяжки. Наиболее распространено их получение пальчиковой фрезой, поскольку этот способ обеспечивает относительно благоприятное распределение напряжение и приемлемую технологичность.

А-А

Черт. 2

Примечание. На рабочем чертеже должен проставляться один размер для вала U (предпочтительный вариант) или (d—ft) и для втулки—(d+^г)-

2, 3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. Размеры йъ и / и их предельные отклонения — по 2-му ряду ГОСТ 12876—67.

5. Фаски s₂X45° — по ГОСТ 10549—80.

6. Материал шпонок — сталь чистотянутая для шпонок по ГОСТ 8787—68. Допускается применять другую сталь с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МН/м2 (60 кгс/мма).

7. Размеры сечений пазов и предельные отклонения глубины паза должны соответствовать указанным на черт. 2 и в табл. 3.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

8. Предельные отклонения ширины шпоночного паза b должны соответствовать полям допусков: Н9 — по валу, D10 — по втулке.

Для термообработанных деталей допускаются предельные отклонения размера ширины паза вала, соответствующие полю допуска Н11.

Таблица 3

мм

		Шпоночный паз
	Сечение шпонки		Глубина	Радиус а акру г- itAtiim #*. и пи
Диаметр вала d	Ширина	Вал fi	Втулка U	ЛСНИН Г| или фаска aiX45°
	bXh	Ь	Но- МИН.	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.	не менее	не более
От 22 до 30	8X7	8	4		3,3		0,16	0,25
Св. 30 до 38	10X8	10	5
Св. 38 до 44	12X8	12	1/
» 44 » 50	14X9	14	5,5		3,8		0,25	0,40
» 50 » 58	16X10	16	6	+0,2	4,3	+0,2
» 58 » 65	18X11	18	7	4,4
Св. 65 до 75	20X12	20	7,5		4,9
> 75 > 85	22X14	22	о		5,4
» 85 » 95	25X14	25				0,40	0,60
» 95 > 110	28X16	28	10		6,4
> 110 » 130	32X18	32	и		7,4
Св. 130 до 150	36X20	36	12		8,4
» 150 » 170	40X22	40	13	+0,3 п	9,4	+0,3	0,70	1,00
» 170 » 200	45X25	45	15	и	1014

9. Вместо контроля размеров t± и /₂ допускается контролировать размеры (d—ti) и предельные отклонения которых

должны соответствовать указанным в т^бл. 4.

Предельные отклонения размеров

Высота шпонок h	d-ti	d+ti
От 7 до 18	-0.2	+0,2
Св. 18 до 45	—0,3	+0.3

(Измененная редакция, Изм. № 1).

10. Теоретическая масса шпонок .указана в справочном приложении 1.

11. Предельные отклонения размеру длины паза вала должны соответствовать полю допуска Н15.

12. Контроль размеров шпоночных пазов и их расположения относительно соответствующих цилиндрических поверхностей — по ГОСТ 24109-80 — ГОСТ 24118-80, ГОСТ 24120—80 и ГОСТ 24121—80.

13. Для изделий, спроектированные _до i января 1980 г., допускаются предельные отклонения ра:*_меров шпоночных соединений, указанные в справочном приложении 3 ГОСТ 23360—78.

14. Параметры шероховатости поверхности элементов шпоночных соединений приведены в рекомендуемом приложении 3.

11—14. (Введены дополнительно, 1).

ЙРМОМШ 1

Справочное

Размеры в мм

ь	8	10	12	н	16	18	30	22	25	28	32	36	40	45
h	7	8	8	9	10	И	12	11	U	16	18	20	22	25
1	Теоретическая масса 1000 шпонок исполнения 3, кг
25	8,6	13,1
28	9,9	15,0	16,5
32	UJ	17,5	20,6
36	13,4	20,0	23,1	to —а
40	15,2	22,5	26,2	32,0
45	17,4	25,6	29,9	37,1	44,4
50	19,6	28,8	ЗУ,	41,9	51,1	64,4
56	22,2	_32£	38,8	47,7	58,1	78,5	93Л
63	25,2	36,9	43,3	54,3	88,9	84J	104,9	124,9
/0	28,4	41,4	88,8,	JM	76,2	96,3	119,0	141,7	164,8
80	32,6	47,6	58,3	71,5	88,8	112,0	т	165,7	192,1	253,0
90	37,0	52,9	63,9	81,4	101,0	127,0	156,0	189,7	219,8	288,0	357,0
100		60,1	71,4	91,8	Щ	183,0	175,0	213,7	286,7	323,0	402,0	512,0	602,0
НО		66,3	78,9	101,0	126,0	158,0	194,0	237,7	274,0	ДО	Ж	ДО	675,0
125			89,2	118.0	185,0	181,0	222,0	273,8	314,9	370,0	5185	651,0	775,0	1007,0

Размеры в мм

Продолжение

ь	8	10	12	и	16	18	20	22	2S	28	32	36	40	45
h	7	8	8	9	10	11	12	14	и	16	13	20	22	25
1	Теоретическая масса 1000 шпонок исполнения 3, кг
140			100,4	131,0	164,0	205,0	250,0	309,8	355,9	464,0	583,0	738,0	882,0	1143,0
160				149,0	189,0	236,0	288,0	357,8	410,5	534,0	673,0	851,0	1021,0	1319,0
180					214,0	267,0	326,0	405,8	475,1	604,0	764,0	964,0	1159,0	1496,0
200						298,9	364,0	453,9	519,7	675,0	W	1077,0	1297,0	1673,0
220							401,0	501,9	ЗД	745,0	945,0	1190,0	1435,0	1849,0,
250								573,9	656,2	851,0	1080,0	1360,0	1642,0	2114,0 _
280									738,1	956,0	1216,0	1530,0	1849,0	2379,0 _
320										1084,0	1388,0	1743,0	2112,0	2715,0
360											1557,0	1968,0	2387,0	3066,0
400												2192,0	2678,0	3439,0
450														3856,0
Для шпонок исполнения 1 масса уменьшается на	0,76	1,35	1,94	2,97	4,31	6,00	8,09	П,2	15,1	21,0	31,1	43,7	59,3	85,3
Для шпонок исполнения 2 масса мршиайтра ня	0,38	0,67	0,97	1,48	2,15	3,00	4,04	5,6	7,5	10,5	15,5	21,8	29,6	42,6

Характеристики шпоночной стали

Приведенная выше информация указывает на то, что сталь для шпонок должна обладать определенными эксплуатационными характеристиками. Из названия материала можно сразу определить область ее применения. Среди особенностей отметим следующее:

1. Металлическая шпонка производится зачастую при применении металла, который отвечает ГОСТу 8787-68.
2. Зарубежные производители учитывают стандарт DIN
3. В большинстве случаев используется шпоночный прокат, представленный конструкционной углеродистой сталью.
4. Особенностью можно назвать то, что поверхностный слой обладает лучшими эксплуатационными характеристиками.
5. Повысить основные характеристики можно за счет проведения различного рода термической обработки. Часто твердость повышается путем закалки или выполнения отпуска.

Используемая марка стали хорошо поддается холодному и горячему волочению. За счет этого проводится выпуск объемной или комбинированной калибровки.

Довольно большое распространение получил шпоночный материал 8×7. Применение стандартов на момент производства заготовок позволяет существенно упростить задачу по выпуску промежуточного элемента

При выборе материала уделяется внимание нижеприведенным моментам:

1. Твердость поверхностного слоя.
2. Устойчивость материала от воздействия окружающей среды.
3. Степень обрабатываемости.

Распространенные сплавы могут применяться для изготовления призматических и других вариантов исполнения промежуточных элементов, который устанавливается для передачи усилия. Стоит учитывать, что чаще всего шпоночная сталь применяется при создании прямоугольных брусков различных размеров, которые устанавливаются на валу.

Классический вариант представлен маркой Ст45. К ключевым особенностям отнесем:

Это конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества, стоимость которой относительно невысокая. Традиционно используется при изготовлении ответственных деталей

Не стоит обращать внимание на то, что подобная марка не подается сварке

Кроме этого, может применяться марка Ст50, свойства которой не существенно отличаются от предыдущего варианта.

В случае, когда нужно существенно повысить прочность соединения следует уделить внимание возможности применения легированных сплавов. Внесение в состав определенных химических элементов позволяет существенно повысить эксплуатационные характеристики. Примером можно назвать марку 40Х, которая характеризуется следующими особенностями:

Примером можно назвать марку 40Х, которая характеризуется следующими особенностями:

1. Твердость варьируется в пределе 35-45 HRC. Для повышения этого показателя проводится термическая обработка, а также отпуск для снижения вероятности появления внутренних напряжений.
2. Внесение хрома позволяет несколько повысить степень защиты материала от воздействия повышенной влажности. Этот момент определяет то, что коррозия на поверхности не появляться в течение длительного периода применения изделия.
3. Концентрация углерода в районе 0,4% обеспечивает требуемую прочность и твердость изделия. При этом в состав могут включаться и другие вещества в небольшой концентрации, за счет чего обеспечиваются требуемые эксплуатационные характеристики.

Также могут применяться и другие сплавы с особыми эксплуатационными характеристиками, к примеру, с хорошей устойчивостью к воздействию повышенной температуры. Выбор проводится в зависимости от эксплуатационных характеристик и многих других моментов.

Допуск параллельности торцев шпоночного паза

Что-то я не совсем понял. Как-то вот так?

А его тоже нужно дать? я просто думал, что хватит одного указания на этот диаметр, а теперь вот засомневался, там ведь зубчатые колеса на пути встречаются и вообще..

Препод мне говорит: «Смотри Леликова-Дунаева или лекции». В книге, я уверен, именно этот момент не отражен (будучи на третьем курсе, я ее, кажется, наизусть выучил), ну а лекций у меня, каюсь, нет. Хотя по-идеи тут все должно быть вполне однозначно.

Мне преподаватель так же сказал, что параллельность должна обеспечиваться относительно вертикальной оси сечения, из чего я сделал вывод, что эту ось нужно взять за базу и допуск параллельности давать не относительно «БВ», а относительно новой базы. Похожий случай я нашел на этой странице. Соединив то, что мне сказал преподаватель с тем, что я увидел по этой ссылке, и сдобрив порцией своей некомпетентности, получилось то, что я выкладывал в первом сообщении:Изменено 29.05.2011 09:28 пользователем }/{yk

Сборка шпоночных соединений

Призматические шпонки подлежат замене при:

• смятии боковых граней;
• ослаблении посадки;
• смятии шпоночной канавки.

Разборку шпоночного соединения можно вести различными способами, в зависимости от конструкции соединения. Для разборки в средней части шпонки выполняют резьбовое отверстие и ввёртывают в него винт. При подгонке и сборке призматических шпонок рекомендуется выполнить скос на поверхности шпонки со стороны вала, на длину не более высоты шпонки, с обратной стороны сделать пометку. Непременное условие процесса разборки шпоночного соединения – сохранение чистоты и точности посадочных мест.

При небольшой выработке стенки канавки необходимо выровнять стенки шпоночной канавки до получения правильной формы и изготовить новую шпонку, с увеличенным сечением. Расширение шпоночной канавки допускается на величину, не превышающую 10-15% от первоначального размера. При изготовлении новой шпонки и ремонте шпоночной канавки обработку следует вести соответствующим инструментом. Засверливание шпоночных канавок должно проводиться фрезой.

Перед сборкой детали очищают и проверяют посадочные размеры, наличие на сопрягаемых поверхностях забоин, заусенцев и других дефектов. Измерение глубины пазов, высоты и правильности установки шпонок проводится с использованием щупов, шаблонов, индикаторов перемещения часового типа и специальных подставок.

Посадку шпонки в паз вала проводят лёгкими ударами медного молотка (или молотка из мягкого металла), под прессом или с помощью струбцин. Перекос шпонки и врезание в тело паза не допускаются. Отсутствие бокового зазора между шпонкой и пазом проверяют щупом, затем насаживают охватывающую деталь (колесо, шкив) и проверяют наличие радиального зазора.

При сборке клиновых шпонок необходимо следить за тем, чтобы шпонка плотно прилегала к дну паза вала и втулки и имела зазоры по своим боковым стенкам. Верхняя грань клиновых шпонок должна быть выполнена с уклоном по длине 1:100. Уклоны на рабочей поверхности шпонки и в пазе втулки должны совпадать, иначе деталь будет сидеть на валу с перекосом. Точность посадки шпонки проверяется щупом с обеих сторон втулки. При сборке пазы вала или поверхности шпонки припиливают или пришабривают для исключения перекоса и смещения. В собранном соединении головка клиновой шпонки не должна доходить до торца ступицы на величину, равную высоте шпонки. Во избежание выпадения клиновых и тангециальных шпонок (при их ослаблении) у головок устанавливают упоры на винтах. Следует отметить неопределённость возникающих усилий при запрессовке клиновых шпонок. Это может привести к повреждению ступиц охватываемых деталей.

Шпонки размером сечения более 28×16 мм необходимо проверять на краску по посадочным местам до получения пяти и более отпечатков на квадратный сантиметр поверхности. Перед установкой шпонки необходимо зачистить и смазать маслом шпонку и шпоночную канавку. Не допускается во всех видах шпоночных соединений устанавливать какие-либо подкладки для достижения плотной посадки шпонок.

Сегментные шпонки в меньшей мере подвержены перекосу и не требуют ручной пригонки (так как шпоночный паз получают фрезой, соответствующей размеру шпонки); паз под сегментную шпонку более глубокий, что ослабляет сечение вала.

В собранном соединении между верхней гранью призматической шпонки и основанием паза ступицы () радиальный зазор должен соответствовать приведенным в данным. В соединениях с клиновой шпонкой () боковой зазор между пазом и шпонкой не должен превышать величин, указанных в .

Рисунок 4.1 – Зазор при установке призматических шпонок

Диаметр вала, мм	Радиальный зазор, мм
от 25 до 90	0,3
от 90 до 170	0,4
свыше 170	0,5

Рисунок 4.2 – Зазоры при установке клиновых шпонок

Таблица 4.2 – Значения бокового зазора для клиновых шпонок в зависимости от размера шпонок

Нормальные размеры шпонок, мм	Боковой зазор, мм
b = 12…18; h = 5…11	0,35
b = 20…28; h = 8…16	0,4
b = 32…50; h = 11…28	0,5
b = 60…100; h = 32…50	0,6

Направляющие призматические шпонки устанавливают с дополнительным креплением в пазу винтами, в пазу перемещаемых деталей делают более свободную посадку.

Шпоночные соединения

Шпонка представляет собой некую деталь, являющуюся промежуточным звеном для передачи вращательного момента вала ступице. Данный процесс осуществляется за счет образования напряжения смятия шпоночных пазов. Именно по этой причине шпоночные соединения относят к группе жесткого способа передачи вращения. 

В большинстве случаев шпонками пользуются в низко нагруженных изделиях. Преимущественно для деталей мелкой серии. Происходит это из-за малой несущей нагрузки шпонок, причина которой кроется в наличии следующих недостатков:

• Шпоночные пазы уменьшают поперечную площадь вала, что отрицательно влияет на его прочностные характеристики. Особенно это имеет сильный эффект на пустотелых валах с отношением внутреннего и наружного радиусов 0,6. Изготовление шпоночных пазов в таких условиях является неприемлемым.
• Форма паза отличается резкими переходами, что служит причиной образования концентраторов напряжения. Все это заметно снижает устойчивость соединения к циклическим нагрузкам.
• Достаточно низкая технологичность.

Несмотря на все вышеуказанные недочеты шпонки все равно активно применяются в отраслях машиностроения из-за упрощенной конструкции и низкой стоимости. Но на массовом и крупносерийном производстве высоко ответственных деталей шпонки уступили более совершенным во всех планах шлицевым соединениям.

ФОРМА, РАЗМЕРЫ И ПРИДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ШПОНОК

Форма А Форма В Форма С

b — ширина; h — высота; 5 — фаска; / — длина

Черт. 1

Издание официальное Перепечатка воспрещена

Издательство стандартов, 1992 ИПК Издательство стандартов, 2004

Таблица 1

мм

ь	h				/2)
h 9	h 11
номинальный	пред. откл.	номинальный	пред. откл.	МИН.	макс.	ряд
размер	размер	от	ДО
5		0,25	0,40	10			56
	о	-0,060
0,030
6		4		0,25	0,40	14			70
8	5	0,25	0,40	18			90
10	-0,036	6	-0,075	0,40	0,60	22			110
12		6		0,40	0,60	28			140
14	6		0,40	0,60	36			160
16	-0,043	1		0,40	0,60	45			180
18		1		0,40	0,60	50			200
20 22	8 9	-0,090	0,60 0,60	0,80 0,80	56 63			220 250
25	-0,052	9		0,60	0,80	70			280
28		10		0,60	0,80	80			320
32	11	0,60	0,80	90			360
36	-0,062	12	-0,110	1,00	1,20	100			400

11 Фаски снимают только на продольных кромках и на закругленных концах шпонок, остальные кромки притупляют.

2) Длины шпонок выбирают из ряда: 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 и 400 мм.

Подготовительный этап

Втулка устанавливается в трехкулачковый патрон. Перед выполнением долбления необходимо сначала подготовить ее внутреннюю и наружную фаску расточным резцом. Они делаются только с той стороны, с которой будет входить долбежный инструмент. Это простейший процесс знакомый даже токарю любителю, потому не требует отдельного рассмотрения.

После подготовки фасок на станке нужно поставить минимальную скорость, чтобы предотвратить прокручивание шпинделя. У многих станков кулачковый патрон может под нагрузкой давать люфт, поэтому в этом случае необходимо поставить распорку. Для этого под него ставится подходящий по высоте болт с гайкой. При ее выкручивании длина упора увеличивается, поэтому он плотно прижимается к патрону, тем самым убирая качение.

Долбежный резец слегка зажимается в резцедержателе. Он выставляет по центру втулки, после чего необходимо провести точную регулировку. Для этого он заводится во втулку, двигаясь продольно с суппортом по салазкам. Получаемая в результате царапина должна идти вдоль отверстия втулки от одного края до второго. В порезанной линии не должно оставаться участка без царапины. Если он есть, то это говорить о наличии перекоса. Когда резец выставлен правильно, его нужно очень крепко зажать, поскольку нагрузка при долблении намного выше, чем при выполнении стандартных токарных работ.

Размеры шпоночного материала

При производстве проводится учет размеров шпоночного материала. В большинстве случаев на производственную площадку поставляется пруток. Длина его может составлять около 1000 миллиметров, в некоторых случаях выпуск проводится под заказ. Наиболее распространены следующие размеры шпонки:

1. 4×4.
2. 5×5.
3. 22×22.
4. 25×25.
5. 32×18.
6. 40×40.

Не стоит забывать о том, что от размера зависит и вес. Кроме этого, при производстве изделий определенных размеров применяются различные сплавы. Размер соединительного элемента выбирается в зависимости от того, какая будет оказываться нагрузка. Кроме этого, на размер оказывает влияние габариты соединяемых изделий.

На момент выпуска продукта проводится контроль качества при применении несколько различных методов, среди которых также визуальный осмотр.

От области применения рассматриваемого изделия во многом зависит и форма. Выделяют следующие виды:

1. Клиновые.
2. Призматические.
3. Сегментные.
4. Тангенциальные.
5. Цилиндрические.

Сталь характеризуется достаточно высокой податливостью к механической обработке. В большинстве случае изделие получают из заготовки, в качестве которой выступает пруток.