Соединения шпоночные

Подготовила старший преподаватель К(П)ФУ Набережночелнинского института, преподаватель инженерно-экономического колледжа при том же институте Коробова Алла Геннадьевна.

1. 
   Изучение видов разъемных соединений.
   
2. 
   Изучение требований стандартов к выполнению чертежей шпоночных соединений, к обозначению и простановке размеров на деталях, входящих в это соединение.
   
3. 
   Приобретение практических навыков в выполнении чертежей шпоночных соединений.
   

1. 
   Мел, доска, чертежные инструменты.
   
2. 
   Плакаты на тему соединение шпоночное.
   
3. 
   Компьютер, экран и проектор для демонстрации презентации.
   

1. 
   Организационная часть
   

2. 
   Знакомство с новым материалом
   

- Как вы думаете, какие соединения относят к разъемным и почему они так называются? (Разъемные соединения можно неоднократно разбирать и собирать без повреждения деталей).

- С какими видами разъемных соединений мы познакомились на прошлом занятии? (С резьбовыми соединениями (болтовыми, шпилечными и винтовыми)).

Давайте представим, что нам необходимо соединить между собой вал и втулку, причем сделать это нужно так, чтобы вал вращал втулку.

- А что представляет собой вал? (Вал — это деталь машины, которая служит для передачи вращения).

- Какие виды втулок вы знаете? (Шкив – колесо, которое дает движение приводному ремню; зубчатое колесо – диск с зубьями, которые входят в зацепление с зубьями другого колеса).

- Давайте предположим с помощью чего можно соединить вал и втулку? (При помощи болта, шпильки, винта).

Но при работе такого соединения может произойти саморазвинчивание деталей, т.к. соединение работает на передачу крутящего момента (вращения).

Поэтому сейчас мы познакомимся с еще одним видом разъемных подвижных соединений, которые называются шпоночными. Эти соединения встречаются в автомобилях, в частности в двигателе внутреннего сгорания шкив крепится к коленчатому валу при помощи шпонки (например, в автомобиле КамАЗ), и вам, как будущим специалистам по ремонту и обслуживанию автомобилей, необходимо хорошо их знать.

Итак, соединение состоит из трех деталей – вала, втулки и шпонки.

Шпонка - это деталь, которая вставляется в пазы вала и втулки и служит для передачи крутящего момента. По форме шпонки делятся на призматические, сегментные, клиновые и др. На занятии мы подробно рассмотрим шпонки призматические, которые представляют собой стальные бруски призматической формы. Призматические шпонки бывают трех исполнений: исполнение 1 – шпонка с двумя скругленными торцами, исполнение 2 – шпонка с двумя плоскими торцами, исполнение 3 – шпонка с одним округленным и другим плоским торцом.

Демонстрация презентации.


На валу и втулке прорезают специальные канавки, называемые шпоночными пазами. Шпонка закладывается в паз вала, затем на вал насаживают втулку таким образом, чтобы паз втулки попал на выступающую часть шпонки. Паз во втулке по высоте немного больше выступающей части шпонки, поэтому в соединении образуется радиальный зазор по высоте шпонки, который облегчает сборку и разборку соединения. (Следующий слайд презентации).

Размеры шпонок стандартны и зависят от диаметра вала.

- Если шпонка сломается, нужно ли будет изготавливать новую? (Можно купить готовую, т.к. шпонки стандартны и взаимозаменяемы).

Составлены специальные таблицы, в которых содержатся все размеры шпонок и шпоночных пазов. (Следующий слайд презентации). На слайде записано условное обозначение шпонки, в которое входит вид исполнения шпонки (исполнение 1 не указывается), размеры поперечного сечения (bxh), длина l, номер стандарта. Например, Шпонка 8х7х40 ГОСТ 23360-78.

Необходимо отметить достоинства шпоночных соединений:

- простота устройства и изготовления;

- надежность конструкции;

- низкая стоимость;

- простота монтажа и демонтажа.

- Есть ли у шпоночных соединений недостатки? (Из-за паза происходит ослабление вала. Увеличение глубины вала не представляется возможным, т.к. это может привести к его поломке).

А теперь выполним чертеж вала и втулки со шпоночными пазами и проставим необходимые размеры (преподаватель на доске, студенты в тетради).

- Каким образом показали паз на валу (главный вид)? (При помощи местного разреза).

- Для чего показали сечение на валу и как его обозначили? (Сечение показали для того, чтобы проставить размер ширины паза. Положение сечения обозначили разомкнутой линией со стрелками, указывающими направление взгляда и прописными буквами русского алфавита, само сечение обозначили по типу А-А).

- Особенности изображение паза на втулке? (Для втулки вместо сечения допускается давать контур отверстия).

Слайд презентации.


- Сколько деталей входит в сборочную единицу? (Три детали – вал, втулка и шпонка).

- Сколько видов соединения на чертеже? (Два – вид главный и вид слева).

- Условности и упрощения при выполнении сборочного чертежа? (На главном виде шпонка и вал не рассекаются, т.к. они непустотелые; для того, чтобы показать шпонку на валу выполнен местный разрез. На виде слева для того, чтобы показать шпонку, выполнен местный разрез, причем шпонка в продольном положении заштрихована (частота штриховки по сравнению с валом другая)).

Ознакомимся с дефектами шпоночных соединений и способами их ремонта.

1. 
   Дефект: смятие или срез шпонки.
   

2. 
   Дефект: смятие или износ шпоночного паза вала.
   

3. 
   Дефект: смятие или износ шпоночного паза ступицы.
   

- А может кто-то знает другие способы соединений вала и втулки передающих крутящие моменты? (Конусные соединения).

Да, в импортных автомобилях, например, в Ауди или Фольксвагене, шкив собирается с концевым участком коленчатого вала при помощи конусного соединения. Конусное соединение собирают с большим натягом, который осуществляется за счет напрессовки ступицы на вал. Насаженную на вал деталь крепят гайкой с шайбой или винтами. (Слайд)

1-вал; 2 – ступица втулки (шкива); 3 – гайка.

По индивидуальному варианту необходимо выполнить чертеж шпоночного соединения (два вида), задать обозначение выбранной шпонки. Формат А4.

Пример выполнения чертежа

4. 
   Теоретическое закрепление материала
   

- Назначение шпоночных соединений?

- К какому виду соединений относится шпоночное соединение?

- Из каких деталей состоит шпоночное соединение?

- Преимущества и недостатки шпоночных соединений.

- Условное обозначение шпонки.

5. 
   Подведение итогов практического занятия