3.1.3.Конструирование соединений валов с насажанными деталями

Для соединения валов с деталями, передающими вращающий момент (колесами, элементами открытых передач, муфтами), применяют шпонки и посадки с натягом. При курсовом проектировании, кроме выбора шпоночных соединений вала с колесом, муфтой, элементом открытой передачи, возможно использование также соединения с натягом колеса с 3-й ступенью тихоходного вала.

Шпоночное соединение. В индивидуальном и мелкосерийном производстве используют главным образом призматические шпонки, изготовленные из чистотянутой стали с 600 Н/мм2 (чаще всего из стали 45). Длину шпонки выбирают из стандартного ряда Ra40 (см. табл. 2.10) так, чтобы она была меньше длины ступицы насаживаемой детали на 5…10 мм. Сечение шпонки (b x h) выбирается по величине соответствующего диаметра ступени по приложению 12.

Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении. При передаче вращающего момента оно характеризуется значитель­ными местными деформациями вала и ступицы колеса в районе шпоночного паза, что снижает усталостную прочность вала. Его применяют в случаях, когда для заданного момента не удается подобрать посадку с натягом из-за недостаточной прочности материала колеса или по технологическим причинам. При передаче вращающего момента шпоночным соединением применение посадок колеса на вал с зазором недопустимо, а посадок переходных нежелательно, так как происходит обкатывание со скольжением поверхностей вала и отверстия колеса, которое приводит к износу поверхностей. Поэтому на посадочных поверхностях вала и отверстия следует создавать натяг. При этом рекомендуются посадки:

а) для цилиндрических прямозубых колес              H7/p6;

б) для цилиндрических косозубых и червячных колес H7/r6;

в) для конических колес                          H7/s6

Посадки призматических шпонок регламентированы ГОСТ 23360 – 78, по которому поле допуска ширины шпонки определено p9, а поле допуска ширины шпоночного паза – P9.

Соединение с натягом. Эти соединения имеют упрощенную технологию изготовления за счет отсутствия шпонки и двух пазов в сопрягаемых деталях; они нечувствительны к реверсивным нагрузкам, хорошо вос­принимают динамические нагрузки. Обеспечивают хорошее базирование, исключают ослабление вала шпоночным пазом. Недостаток этих соединений – трудоемкость сборки, сложность контроля качества соединения. Примеры конструкций приводов с данным соединением отсутствует в настоящем пособии. Методика расчета и конструирования этих соединение представлена в пособиях .