Бесшпоночных соединений

§ 8.3. ПРОФИЛЬНЫЕ (БЕСШПОНОЧНЫЕ) СОЕДИНЕНИЯ

ПРОФИЛЬНЫЕ (БЕСШПОНОЧНЫЕ) СОЕДИНЕНИЯ

§ 8.3. Профильные (бесшпоночные) соединения ......... 138

В различных отраслях машино- и приборостроения применяются также профильные (бесшпоночные) соединения. Профильным соединением называется разъемное соединение, у которого втулка насаживается на фасонную поверхность. Простейшим таким соединением является вал с квадратным концом в поперечном сечении (рис. 29.5, в). Более совершенными являются профильные соединения с овальным контуром (рис. 29.5, г). По сравнению со шпоночными это соединение обладает рядом преимуществ: оно обеспечивает лучшее центрирование деталей, не имеет острых углов и резких переходов сечения. Все это обеспечивает ему более благоприятные условия термообработки.

Бородачев Н. А. Основные вопросы теории точности производства. М., Изд-во АН СССР, 1950. Борович Л. С. Бесшпоночные соединения деталей машин. М., Машгиз, 1951.

Бесшпоночные соединения — Сборка 212 Болтовые и винтовые соединения — Область использования — 143

бесшпоночные соединения

А. С. Ганцевич хорошо знал все эти неудобства и трудности. «Бесшпоночные соединения — единственный выход»,— решил он.

Каждый читатель, мало-мальски знакомый с курсом «Детали машин», дойдя до этого места, вправе высказать свое недоумение. В самом деле, что же тут нового? Бесшпоночные соединения известны давно, ими пользуется каждая домохозяйка, когда надевает или снимает режущий нож с вала своей мясорубки. Правда, «мя-сорубочные» соединения — круглые детали с плоскими лысками — не подходят для мощных скоростных машин: они быстро разбалтываются и не обеспечивают хорошей центровки, но имеются ведь и другие, некруглые, так

Бесшпоночные соединения Ганцевича, в которых используются синусоидальные кулачки, обладают весьма существенными преимуществами по сравнению со многими соединениями, применяющимися по сей день.

ны ГОСТ 6033-51, они выполняются с числом зубьев от 11 до 50, с модулем от 1 до 10 мм, углом исходного контура 30° и центрированием по боковым сторонам зубьев или наружному диаметру. Сопряженные поверхности соединения по фиг. 3,в легко обрабатываются на обеих деталях шлифовальным кругом. Однако, несмотря на простоту обработки, соединения этого типа (бесшпоночные соединения) не нашли широкого применения {вследствие некоторых эксплуатационных недостатков.

нения с поверхностью контакта, имеющей плавный некруглый профиль без шпонок и заменяющих их зубьев (рис. 8.II, а. б). Профиль бесшпоночных соединений позволяет обрабатывать их методом копирования на токарных, фрезерных и шлифовальных станках или на станках с ЧПУ. Последнее является новым фактором, способствующим их внедрению.

К причинам, затрудняющим внедрение бесшпоночных соединений, относятся: необходимость увеличения номенклатуры инструмента и оборудования для изготовления и ремонта соединений вал --ступица, трудность замены при ремонте (в настоящее время), неблагоприятные условия перемещений под нагрузкой, значительные распорные силы, деформирующие тонкостенные ступицы.

Наиболее перспективно применение бесшпоночных соединений при необходимости повторной сборки и разборки, когда соединения с натягами неприменимы, а также при действии больших крутящих моментов.

К числу бесшпоночных соединений относят также четырехугольное, которое широко применяют для концевых участков валов, в частности под ключ. Оно достаточно прочно и технологично.

Расчет на прочность бесшпоночных соединений сводится к проверке: а) напряжения смятия на.рабочей поверхности;

Прочность валов в местах шпоночных, шлицевых и других разъемных соединений со ступицей может быть повышена применением: эвольвентных шлицевых соединений; шлицевых соединений с внутренним диаметром, равным диаметру вала на соседних участках, или с плавным выходом шлицев на поверхность, обеспечивающим минимум концентрации напряжений изгиба; шпоночных канавок, изготовляемых дисковой фрезой и имеющих плавный выход на поверхность; бесшпоночных соединений.

Примечания: 1. Допускаются фланцевые и другие виды бесшпоночных соединений полумуфт с валами, а также допускается изготовлять полумуфты с коническим отверстием на концы валов по ГОСТ 8838 — 74. 2. Пример условного обозначения муфты с Л1кр = 80 кгс-м = 800 Н'М, d — SO мм, типа 1, исполнения 1:

Для профильных (бесшпоночных) соединений, перспективных благодаря своим технологическим достоинствам, самоцентрированию и малой концентрации напряжений от формы при непередвижных и достаточно толстостенных насаживаемых деталях, применяется профиль, обладающий свойством равноосности [31].

Так как шпоночные соединения имеют ряд недостатков, то вместо них начинают применять разные конструкции бесшпоночных соединений. Одна из таких конструкций показана на рис. 6. Под действием осевой силы Р, создаваемой гайкой, втулка деформируется, а возникающие силы трения прочно удерживают охватывающую деталь на валу. Крутящий момент, передаваемый соединением, определяют по формуле

начинают применяться разнообразные виды бесшпоночных соединений. Один из таких видов — соединение упруго-пластичными втулками [3]. Охватывающая деталь 1 (рис. 165) устанавливается на цилиндрическом хвостовике вала 2, центрируясь на два металлических кольца, между которыми поставлена втулка из капрона, паронита, асборезины или других упруго-пластичных материалов. Под действием осевой силы Р, создаваемой гайкой, втулка деформируется, в результате возникают силы трения, прочно удерживающие охватывающую деталь на валу 2.

Суть предложения Ганцевича можно полностью выразить в одной фразе: новатор нашел оптимальный некруглый профиль для бесшпоночных соединений, позволяющий использовать все их достоинства, и сконструировал для его обработки очень простое приспособление, раз и навсегда устанавливаемое на обычный токарный станок и не лишающее станка присущей ему универсальности.