Клеммовые соединения. Назначение, применение, виды соединений.

Клеммовое соединение— соединение валов и осей со ступицей, имеющей один или 2 продольных разреза, которая стягивается одним или несколькими винтами или болтами с гайками.

Соединения применяются для передачи крутящего момента или осевой силы на вал или на ось со стороны ступицы или наоборот.

Соединение обеспечивается силами трения, действующими между поверхностями вала и отверстия детали.

Достоинства

относительная простота конструкции, простота сборки или монтажа, возможность передачи большого крутящего момента или осевой силы. Самопредохранение от перегрузки. В отличие от шпоночного и зубчатого соединений, может служить также для крепления частей механизма под произвольным углом, а не только соосно, а также крепить деталь к валу в произвольном месте его длины.

Недостатки

затруднена точная установка ступицы относительно вала.

предельная осевая сила и крутящий момент ограничены силами трения сцепления.

По конструктивным признакам различают два основных типа клеммовых соединений: а) со ступицей, имеющей прорезь (рис. 5.1, а); б) с разъемной ступицей (рис. 5.1, б). Разъемная ступица несколько увеличивает массу и стоимость соединения, но при этом становится возможным устанавливать клемму в любой части вала независимо от формы соседних участков и других расположенных на валу деталей.

При соединении деталей с помощью клемм используют силы трения, которые возникают от затяжки болтов. Эти силы трения позволяют нагружать соединение как моментом (Г=Л), так и осевой силой Fa. Передача нагрузки только силами трения недостаточно надежна. Поэтому не рекомендуют применять клеммовые соединения для передачи больших нагрузок.

Шпоночные соединения

Шпоночные соединения, предназначенные в основном для пе­редачи вращательного движения, применяются при отсутствии особых требований к точности центрирования соединяемых деталей.

По форме шпонки разделяются на призматические, клиновые, сегментные и тангенциальные. Призматические и сегментные шпонки создают ненапряженные соединения ступицы детали с валом, клиновые и тангенциальные - напряженные (при их монтаже) соединения, в которых рабочие поверхности шпонки и сопряженных с ней деталей находятся в напряженном состоянии еще до переда­чи нагрузки. В таких соединениях наблюдается перекос деталей при забивке шпонки в пазы вала и ступицы, и поэтому область их применения ограниченна.

Размеры сечения шпонок и пазов выбирают в зависимости от диаметра вала, длину шпонки - исходя из длины ступицы (не­сколько меньше ступицы).

Материал шпонок - обычно Стб, стали 45, 50 и другие с пределом прочности не ниже 590 МПа.

Призматические шпонки (рис. 7.5) изготавливают из чистотя-нутой стали прямоугольного сечения с отношением высоты к ширине от 1:1 (для валов малых диаметров) до 1:2. Узкие грани шпонки -рабочие. В тяжелонагруженных соединениях применяют шпонки призматические высокие, имеющие большую высоту и ширину.

Призматические шпонки иногда используют и как направляю­щие при осевом перемещении детали на валу. Шпонка, закреплен­ная на валу, называется направляющей, шпонка, скользящая вме­сте с деталью в пазу вала, - скользящей.

Для шпонок установлены следующие поля допусков: по ширине /г9; по высоте Шпри h = 2...6 мм и h11 при h>6 мм; по длине h14. Поля допусков пазов установлены для трех типов шпоночных

Принимается, что нагрузка на рабочих гранях распределена равно­мерно, а ее равнодействующая приложена на плече, равном d/2.

Соединения сегментными шпонками (рис. 7.6) применяют при валах небольших диаметров и сравнительно коротких ступицах колес. Шпонки выполняют в виде сегмента, что делает соединение наиболее технологичным как вследствие простоты изготовления самой шпонки, так и фрезерования шпоночного паза в валу (это касается и сборки). Однако вал сильно ослабляется глубоким па­зом под шпонку. Исходя из этого, такие соединения целесообразно применять в условиях массового производства на малонагружен-ных участках валов, например на концах валов. Размеры шпонки выбираются из таблицы в зависимости от диаметра вала. В расче­те на смятие принимаются те же допущения, что и для призмати­ческих шпонок

При выборе шпоночных соединений следует учитывать, что в технологическом отношении они являются самыми несовершенны­ми из всех видов соединений.