Обозначение шпонки на чертеже
Чертеж шпонки по ГОСТ (ЕСКД)
Шпонка — это нерезьбовой крепеж, устанавливаемый в шпоночную канавку между валом и насаженными на него деталями для передачи крутящего момента, сборочные единицы на основе одноименной детали (металлический сегмент, призма), форма которых соответствует форме и размерам шпоночной канавки на сопряженных деталях.
‘);> //—>
Чертеж шпонки выполняется на основании ГОСТ 2.109-73 — единая система конструкторской документации (ЕСКД).
Вы можете бесплатно скачать этот простой чертеж для использования в любых целях. Например для размещения на шильдике или наклейке.
Как начертить чертеж:
Начертить чертеж можно как на листе бумаги, так и с использованием специализированных программ. Для выполнения простых эскизных чертежей особых инженерных знаний не требуется.
‘);> //—> ‘);> //—>
Эскизный чертеж — это чертеж выполненный «от руки», с соблюдением примерных пропорций изображаемого предмета и содержащий достаточные данные для изготовления изделия.
Конструкторский чертеж со всеми технологическими данными для изготовления может выполнить только квалифицированный инженер.
Для обозначения на чертеже необходимо выполнить следующие операции:
1. Начертить изображение;
2. Проставить размеры (см пример);
3. Указать технические требования к изготовлению (подробнее о технических требованиях читайте ниже в статье).
Чертить удобнее всего на компьютере. В последующем чертеж можно распечатать на бумаге на принтере или плоттере. Есть множество специализированных программ для черчения на компьютере. Как платных, так и бесплатных.
На этом изображении нарисовано как просто и быстро выполняется чертеж с помощью компьютерных программ.
Список программ для черчения на компьютере:
1. КОМПАС-3D;
2. AutoCAD;
3. NanoCAD;
4. FreeCAD;
5. QCAD.
Изучив принципы черчения в одной из программ не сложно перейти на работу в другой программе. Методы черчения в любой программе принципиально не отличаются друг от друга. Можно сказать что они идентичны и отличаются друг от друга только удобством и наличием дополнительных функций.
Технические требования:
Для чертежа необходимо проставить размеры, достаточные для изготовления, предельные отклонения и шероховатость.
В технических требованиях к чертежу следует указать:
1) Способ изготовления и контроля, если они являются единственными, гарантирующими требуемое качество изделия;
2) Указать определенный технологический прием, гарантирующий обеспечение отдельных технических требований к изделию.
Чертёж — это проекционное изображение изделия или его элемента, один из видов конструкторских документов содержащий данные для производства и эксплуатации изделия.
Чертеж это не рисунок. Чертеж выполняется по размерам и в масштабе реального изделия (конструкции) или части изделия. Поэтому для выполнения чертежных работ необходима работа инженера, обладающего достаточным опытом в производстве чертежных работ (впрочем для красивого отображения изделия для буклетов вполне возможно понадобится услуга художника, обладающего художественным взглядом на изделие или его часть).
Чертеж — это конструктивное изображение с необходимой и достаточной информацией о габаритах, методе изготовления и эксплуатации. Представленный на этой странице чертеж вы можете скачать бесплатно.
Рисунок — это художественное изображение на плоскости, созданное средствами графики (кисть, карандаш или специализированная программа).
Чертеж может быть как самостоятельным документом, так и частью изделия (конструкции) и технических требований, относящиеся к поверхностям, обрабатываемым совместно. Указания о совместной обработке помещают на всех чертежах, участвующих в совместной обработке изделий.
Подробнее о чертежах, технических требованиях к оформлению и указанию методов изготовления смотрите в ГОСТ 2.109-73. Перечень стандартов для разработки конструкторской документации смотрите здесь.
Информация для заказа чертежей:
В нашей проектной организации Вы можете заказать чертеж любого изделия (как детали, так и сборки), в составе которого будет чертеж шпонки, как элемент конструкторской документации изделия в целом. Наши инженеры-конструкторы разработают документацию в минимальные сроки в точном соответствии с Вашим техническим заданием.
Шпонка и шпоночное соединение
Шпоночное соединение – разновидность соединения, состоящего из шпонки на валу и ступицы. Шпонкой называется деталь, которая соединяет узлы путем установки в пазы. Основной ее функцией является передача вращающего момента между узлами. Существует определенная стандартизация их разновидностей. Шпонка имеет специальные пазы, вырезанные путем фрезерования.
Применение
Основным применением шпоночных соединений является монтаж на вал с помощью пазового соединения. В большинстве своем шпоночный паз напоминает клин. Такой тип соединения деталей позволяет валу и ступице не проворачиваться относительно оси друг друга. Фиксированное положение ступицы к валу со шпонкой позволяет добиться высокого КПД при передаче усилия.
Наиболее часто шпоночное соединение можно встретить в машиностроении, при строительстве станков. Часто она используется при производстве автомобилей и других механизмов, где требуется повышенная надежность фиксации деталей машин. Высокая надежность достигается благодаря функции предохранительного узла вала со шпоночным пазом.
Шпонка выступает предохранителем в случаях превышения максимального уровня крутящего момента. В подобных случаях происходит срез шпонки, поглощая чрезмерную нагрузку она снимает ее из вала и ступицы.
Благодаря своим свойствам она стала широко распространенной в машиностроении, она отличается высокой эффективностью, простотой изготовления и монтажа, а также низкой стоимостью. Подобные характеристики особо важны в промышленном производстве, особенно в сельском хозяйстве. В разгар сезона часто возникают случаи поломок отдельных узлов, которые нужно заменить максимально быстро. Чаще всего можно встретить в узлах пресс-подборщиков.
Учитывая все вышесказанное, выделяются основные позиции, для чего нужна шпонка:
- Обеспечение безопасность соединяемых узлов при повышенных нагрузках.
- Достижение высокой степени фиксации отдельных элементов механического узла.
- Выполняет функцию предупреждения проворачивания узла и ступицы.
- Надежность подобного соединения превышает надежность аналогов при фиксации вала с деталями.
В общем, встретить шпоночное соединение можно практически в любом сложном механизме, что обусловлено его техническими характеристиками.
Виды шпонок
Основные виды шпонок делят на два типа: напряженные и ненапряженные. Среди которых выделяются такие типы шпонок:
- 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;
- на лыске;
- фрикционные;
- без головки и с головкой.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Исходя из типа посадки выделяются:
- Свободная – применяется в случаях, когда выполнять сварочные работы довольно сложно и есть необходимость подвижного сцепления деталей во время работы.
- Плотная – нужна для создания сцеплений, движение которых во время работы выполняется в одном пространственном положении.
Обозначения на чертежах
На чертежах обозначение призматических шпонок происходит исходя из нормативного документа ГОСТ. Они делятся на шпоночные пазы: высокие, нормальной высоты и направляющие. Рабочими гранями у них являются боковые.
На сборочном чертеже обозначение выполняется с учетом диаметра вала, крутящего момента, сечения и длины.
Шпонка 3–20Х12Х120 ГОСТ 23360-78;
Где 3 – исполнение, 20Х12 – сечение, 120 – длина.
Обозначение остальных типов шпонок на изображениях выполняется таким же образом, исходя из соответствующих ГОСТов, разработанных для каждой отдельной модели.
Указанное обозначение должно четко характеризировать деталь, что очень важно для получения надежного соединение. Ведь даже малейший зазор может стать причиной быстрого износа рабочих узлов и потери эффективности во время работы.
Достоинства и недостатки
Как и любой тип соединений, шпоночные имеют ряд достоинств и недостатков. К достоинствам шпоночных соединений можно отнести простоту большинства типов шпонки. При этом монтаж и замена такой детали выполняется легко и быстро. Благодаря чему они получили широкое применение в машиностроении. Также обеспечивает функцию предохранения.
К недостаткам относиться ослабление ступицы и вала. Оно возникает исходя из повышенного напряжения и уменьшения поперечного сечения. Также ослабление деталей вызвано из-за нарезанного паза, который снижает осевую прочность вала.
Чтобы минимизировать недостатки, нужно добиться отсутствия перекоса шпонки в пазе. Для этого нужно обеспечить отсутствие зазора, что делается путем индивидуального изготовления и подгона шпонки. Из-за этого в крупносерийном производстве редко применяют любые разновидности шпоночных соединений. Если добиться отсутствия перекоса не удалось, площадь рабочего контакта уменьшается, в следствие чего степень максимальной нагрузки уменьшается.
Также наличие зазора вызывает эффект биения, особенно на высоких скоростях. Это приведет к быстрому износу рабочих деталей. Из-за этого подобное соединение редко применяется для быстровращающихся валов. Для подбора подходящей шпонки лучше использовать таблицу шпоночных соединений.
Материал шпонок
Для изготовления шпоночного соединения применяют калибровочный металлопрокат. Чаще всего используется сталь марки 45. Она относиться к углеродистым сталям обычного типа, которая часто применяется для производства деталей высокой прочности. Сталь используется в виде бруска длиной 1 м.
В некоторых случаях может применять углеродистая сталь марки 50. Она необходима, когда требуется повышенные прочностные свойства полученных шпонок. Реже применяются легированные стали, например, марки 40х, для которой характерен высокий показатель твердости, достигаемый путем термической обработки.
Стальные заготовки обрабатываются с помощью фрезы, сверлильных станков, станков для рубки, шлифовальных машин и других инструментов. Используемые станки имеют блок управление, который позволяет с помощью числовых программ изготовить деталь необходимых параметров.
Цена полученной шпонки довольно низка, поэтому приобрести необходимую деталь довольно легко. Но в некоторых случаях, когда есть необходимость срочного получения шпонки, изготовить ее можно самостоятельно. Чаще всего подобная необходимость возникает в сельском хозяйстве, где во время сезонных работ часто возникают поломки, которые нужно отстранить. При этом ближайшие точки продажи необходимых деталей находиться на расстоянии в несколько десятков километров.
Имея небольшое количеству инструмента под рукой и заготовку из соответствующего материала, можно быстро изготовить временную замену. При соблюдении технических характеристик, полученная деталь сможет полноценно заменить заводскую, но лучше всего при первой возможности приобрести шпонку нужной прочности и геометрических параметров. Это необходимо для избежание преждевременного износа механизмов.
Иногда для производства могут использовать другие материалы, например, пластик высокого качества. В качестве материала может использоваться дерево, чаще всего при изготовлении мебели.
В качестве материала лучше использовать разные породы дерева, для шпонки подойдет более мягкий материал чем основной. Это позволит обезопасить основную конструкцию от повреждений в случае повышенной нагрузки. Легче заменить шпонку чем большой конструкционный узел.
Для предотвращения проникания влаги в железобетонные конструкции используются специальные шпонки – ватерстоп. Изготавливают их из резины высокого качества и ПВХ. Это позволяет добиться необходимой степени водонепроницаемости и стойкости к растворам агрессивных химических веществ.
Заключение
Такой тип соединения отличается простотой и достаточно высокой надежностью, из-за чего получил высокую популярность в промышленности. Разнообразие видов позволяет подобрать оптимальный тип соединения, что позволит добиться высокой эффективности, надежности готовой конструкции и страховку узлов от повреждений при повышении допустимых нагрузок. Подобрав шпонку исходя из соответствующих ГОСТов, можно добиться высокой эффективности работы соединения.
На сегодняшний день можно легко подобрать необходимую деталь, что позволяет быстро сделать монтаж и замену в случае необходимости.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Обозначение шпонок на чертежах.
В обозначении шпонки последовательно указываются исполнение, ширина шпонки, высота шпонки и длина шпонки. Исполнение 1 не указывается. Например, шпонка призматическая исполнения 1, с размерами b=18 мм, h=11 мм, L=100 мм, будет обозначаться: Шпонка 18´11´100 ГОСТ 23360-78*.
Та же шпонка исполнения 2:
Шпонка 2–18´11´100 ГОСТ 23360-78*.
На рисунке 36 приведен пример простановки посадок на чертеже.
Рис. 36 Пример простановки посадок сопряжения с призматической шпонкой
Методика выполнения работы
Последовательность этапов работы
1. В качестве задания выбираются все посадки шпоночных соединений из сборочного чертежа редуктора, взятого из курсового проекта по дисциплине «Методы разработки изделий», а если там таковых нет, то – с другого чертежа, выданного преподавателем.
2. Для выбранного типа производства назначить поля допусков на ширину шпонки, ширину паза вала, ширину паза втулки.
3. Нанести полученные посадки шпоночных соединений на чертеж.
Содержание отчета
1. Наименование и цель работы.
2. Описание вариантов заданий текстом.
3. Сборочный чертеж редуктора с выбранными посадками шпоночных соединений.
Практическое занятие № 11
ВЫБОР ПОСАДОК ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Цель занятия
Ознакомиться с методикой выбора посадок в прямобочных и эвольвентных шлицевых соединениях.
Краткая теоретическая часть
Нормирование точности прямобочных шлицевых соединений
Шлицевые соединения с прямобочным профилем наиболее распространены и применяются для подвижных и неподвижных соединений.
К основным параметрам этих соединений (табл. 25) относятся:
— D – наружный диаметр;
— d – внутренний диаметр;
— z – число зубьев.
В зависимости от значения передаваемого крутящего момента (ГОСТ 1139-80 * ) установлены три типа соединений: легкой, средней и тяжелой серии, которые отличаются, в основном, разными значениями основных параметров.
В каждой серии ограничено число типоразмеров шлицевых соединений, т.к. для получения шлицевых пазов во втулках применяется дорогой специальный инструмент — протяжка. Например, в тяжелой серии дано 18 типоразмеров с размерами z´d´D от 10´16´20 до 20´112´125 при ширине зубьев «b» от 2,5 до 9,0 мм.
Для обеспечения необходимой соосности поверхностей вала и втулки в шлицевых соединениях с прямобочным профилем применяют три способа их относительного центрирования (табл. 44): по наружному диаметру D; по внутреннему диаметру d; по боковым сторонам зубьев b.
Основные параметры шлицевого соединения и условные
Обозначения в зависимости от вида центрирования
Вид центрирования и случаи применения данного вида центрирования | Основные параметры шлицевого соединения и условные обозначения |
![]() | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
Продолжение табл. 44
Вид центрирования и случаи применения данного вида центрирования | Основные параметры шлицевого соединения и условные обозначения |
![]() | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
Окончание табл. 44
Вид центрирования и случаи применения данного вида центрирования | Основные параметры шлицевого соединения и условные обозначения | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() | ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
размеры сечений пазов и их предельные отклонения | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Варианты исполнения шпонок Ряд длин шпонок: 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 шпонка исполнения 1: Шпонка BxHxL ГОСТ 23360-78. Материал шпонок — сталь чисто тянутая для шпонок по ГОСТ 8787-68. Допускается применять другую сталь с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа (60 кг/мм 2 ). Предельные отклонения пазов должны соответствовать указанным в таблице: Полное описание данных шпонок можно найти в ГОСТ 23360-78 «Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки». Сегментная шпонка: определение, особенности, ГОСТ и взаимодействиеШпонками называют особые детали, предназначенные для соединения вала и ступицы с целью передачи вращающего момента. Такие элементы могут быть клиновидными с прямоугольным сечением, призматическими или сегментными. Основными преимуществами шпоночных соединений является простота конструкции. Также узлы этого типа не слишком дорого стоят и быстро собираются/разбираются. Самыми прочными подобные соединения получаются при использовании сегментных шпонок, которые, по сути, являются разновидностью призматических. Детали этого типа отличаются тем, что имеют наиболее глубокую посадку. Основным преимуществом таких шпонок является, таким образом, то, что они дают наиболее устойчивое соединение. Однако использование деталей этого типа имеет и один довольно-таки серьезный недостаток. Из-за значительной глубины паза в таких узлах может несколько ослабляться вал. Поэтому используют сегментные шпонки в основном для закрепления только тех деталей, которые в процессе работы механизма нагружаются не слишком сильно. Что такое сегментная шпонкаИзготавливаются детали этой разновидности из металлического профиля. Представляют собой такие шпонки невысокие цилиндры, довольно-таки большого диаметра, разделенные на две равные части. Именно сегментная шпонка на чертеже ниже и представлена вниманию нашего читателя. Размеры шпонокГабариты детали этого типа могут иметь разные. Выбирают этот параметр при сборке узла в зависимости от диаметра вала. Необходимые значения при этом узнают из специальных таблиц. В технически обоснованных случаях ГОСТ допускает применять шпонки с диаметром меньше предусмотренного. Разрешается поступать так при использовании для сборки узла валов: Также шпонки с диаметром, меньше указанного в таблицах, допускается использовать в соединениях с небольшим крутящим моментом. Нельзя применять такой способ сборки во всех трех случаях только тогда, когда деталь устанавливается на конце вала. Размеры сегментных шпонок, как и любых других подобных соединительных элементов, конечно же, стандартизированы. В какой зависимости находятся высота, ширина и длина детали можно посмотреть в представленной ниже таблице.
Условное обозначение сегментной шпонки на чертежах включает в себя:
Согласно ГОСТ, существуют, помимо всего прочего, и допустимые отклонения размеров шпонок и пазов под них в валах. Определяют их также по специальным чертежам и таблицам. Из какого материала изготавливаютДелают сегментные шпонки по ГОСТ 8786-68, из стали, предназначенной именно для таких деталей. Также иногда для производства этих элементов используются и другие марки подобного материала. При этом по ГОСТ, для изготовления шпонок такой разновидности допускается применять исключительно среднеуглеродистые стали с временным разрывом не менее [σ]≥ 600 МПа МН/м 2 . Это может быть, например, материал марок Ст 6, 45 или 50. Соблюдаются такие нормативы при производстве сегментных шпонок в обязательном порядке. При этом заготовки, предназначенные для изготовления таких деталей, обычно еще и подвергаются улучшающей термической обработке. Выполняя эту процедуру, помимо всего прочего, учитывают и то, что твердость поверхности шпонок в конечном итоге должна быть все же ниже такого же параметра самих сопрягаемых элементов узла. Под обычные шпонки пазы в валах делают простыми фрезами. Под сегментные элементы канавки вырезают с помощью дисковых инструментов. Используют для пазов шпонок исключительно фрезы, изготовленные с соблюдением определенных нормативов ГОСТ. Основные разновидностиДля соединения валов и ступиц используются сегментные шпонки двух разновидностей:
Шпонки последнего типа применяются при сборке деталей достаточно редко. Согласно нормативам, использоваться они могут только по обоюдному согласию производителя и потребителя. Применяются срезанные шпонки обычно просто для фиксации деталей узла. То есть используются они в соединениях при неподвижной посадке тогда, когда крутящий момент передается только за счет силы трения. СопряженияСобираются узлы с использованием сегментных шпонок с учетом нормативов, предусмотренных ГОСТ 24071. Основным назначением элементов этого типа является предотвращение проворачивания детали на валу. В сопряжении при этом участвуют три поверхности:
Соединения сегментные шпонки образуют ненапряженные. При этом работают они, как и обычные призматические, боковыми гранями. Используют сегментные элементы чаще всего в неподвижных соединениях. При этом последние могут быть: ГОСТ допускает также свободное соединение сегментной шпонки со втулкой и валом. Используются такие детали обычно только в узлах с небольшим диаметром сопряжения — до 38 мм. Расчет шпонкиСоединения сегментной шпонкой выполняются, конечно же, с соблюдением нормативов ГОСТ. При сборке узлов такие детали прежде всего проверяют на смятие. Помимо этого, производят расчеты и самого соединения — на срез. Формулы для проверки шпонки и сопряжения используют такие:
detector |