что такое паз в механике

Конструктивные и технологические элементы деталей на чертеже

При чтении и выполнении рабочих чертежей деталей людям часто приходится сталкиваться с необходимостью распознавания различных конструктивных элементов. Следует учесть, что в этой статье рассмотрены далеко не все конструктивные элементы, а только типовые, то есть многократно встречающиеся на деталях.

Деталью машиностроения согласно ГОСТ 2.101- 68 называется изделие изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. По своей конфигурации детали могут быть от самых простых, для понимания формы которых достаточно лишь одной текстовой записи в спецификации, до самых сложных, форма которых требует показа нескольких видов, разрезов, сечений или выносных элементов. Форма детали обусловлена прежде всего той функцией, которую деталь выполняет.

Следует различать понятия: элемент конструкции детали и конструктивный элемент детали. Например, на рисунке приведена деталь под названием звездочка. Она состоит из таких элементов конструкции детали, как: зубья звездочки, ступица с отверстием 35Н7 и M8-6H и конструктивного элемента в отверстии под названием шпоночный паз 10.

Под конструктивным элементом детали понимают местные изменения ее формы или поверхности для придания ей дополнительных свойств при изготовлении, сборке или эксплуатации. Размеры конструктивных элементов относительно формы и поверхности детали не велики и в целом не меняют их. Так цилиндрическая часть детали после нанесения на нее рифления все равно остается цилиндрической.

Технологические элементы обеспечивают удобство изготовления детали (опоры детали при обработке) и её сборки с другими деталями (фаски, проточки) или связаны с особенностями изготовления детали (литейные скругления и уклоны для литых деталей) и её элементов (сбеги и недорезы резьб, центровые отверстия и канавки для выхода шлифовального круга и т. д.).

Виды отверстий по форме:

по проходимости сквозь тело детали

Лыска – это плоский срез с поверхности детали цилиндрической, конической или сферической формы, расположенный параллельно оси. Односторонние лыски применяют для предохранения режущего инструмента от поломки при соприкосновении с криволинейной поверхностью детали, а также для ее плотного соединения с плоскостью другой детали

Буртик. На валах и осях часто применяют упорные буртики (уступы), в торцы которых упираются детали, насаживаемые на вал.

Фаской (указывается длинна с 4 и угол 45°) называется срезанная под углом кромка детали. Срез материала осуществляется плоскостью или конической поверхностью. Размеры катета фасок «с» выбираются по ГОСТ 10948-64 из следующего ряда: 0,1; (0,12); 0.16;(0.20); 0.25; (0.30); 0,40; (0,50); 0,60; (0,80); 1,0; 1,2; 1,6; (2,0); 2,5; (3,0); 4,0; (5,0); 6,0; (8,0); 10; 12; 16 и т.д. до 250 мм. Размеры без скобок предпочтительнее.Фаски облегчают соединение деталей центрируя их во время сборки.

Допускается надпись в технических требованиях чертежа: Острые кромки притупить фаской или радиусом 0,16 max мм.

Скругление – это плавный переход от одной поверхности детали к другой по указанному радиусу. При этом образуется переходная поверхность являющаяся частью цилиндра или тора касательного к сопрягаемым поверхностям. Поэтому центр радиуса скругления в конструктивных элементах, как правило, не указывают. Скругления предназначены для удаления острых кромок, облегчения сборки, придания эстетического вида.

Рифление (обработка поверхности для придания ей шероховатости нанесение узких острых бороздок рифлей) предотвращает проскальзывание пальцев руки при завинчивании детали. На чертеже указывают, согласно ГОСТ 21474—75, тип рифления (прямое или сетчатое) и его шаг, выбираемый из ряда: 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0 (последний только для сетчатого). Угол рифления, отличный от 45°, указывается на изображении.

При обработке или контроле деталей типа тел вращения в центровые отверстия детали входят центры станка или приспособления, на которых установлена деталь. Если в изготовленной детали требуется наличие центровых отверстий, то их отмечают условным знаком ᐸ, с указанием на полке обозначения по ГОСТ 14034—74. Если центровые отверстия в готовом изделии недопустимы, то наносят знак ⵏᐸ. Пример условного обозначения центрового отверстия формы А диаметром d = 2 мм:

Отв. центр. А2 ГОСТ 14034– 74.

Ребро жёсткости – это элемент детали, который нужен для повышения механических характеристик, позволяют уменьшить сечения отдельных элементов детали, снизить напряжения в местах сопряжения стенок различного сечения, повысить устойчивость и прочность конструкций. Толщина ребер жесткости у их основания должна быть равной толщине основной стенки детали.

Клин — элемент в виде призмы, рабочие поверхности которого сходятся под острым углом. Наиболее распространены клиновые зажимные механизмы. Они позволяют закреплять деталь непосредственно или через прижимные планки и рычаги. Для обеспечения самоторможения угол клина не должен превышать 6 градусов.

Эксцентриковые зажимы являются разновидностью клина (криволинейные клинья) и выполняются в виде секторов, дисков, цилиндров, рабочая поверхность которых может быть очерчена по окружности, по логарифмической или архимедовой спирали. Эксцентриком принято называть только сам диск (вал) со смещённой осью вращения, а созданные на его основе механизмы и приспособления, как правило, носят самостоятельные названия. Наибольшее распространение получили круглые эксцентриковые зажимы

Канавка – это протяженное углубление на поверхности детали различной траектории и, как правило, простого поперечного сечения. Канавки предназначены для разделения поверхностей с разной характеристикой обработки, для выхода режущего инструмента при изготовлении детали или для обеспечения определенных условий при сборке и эксплуатации. Канавки используют для подвода, распределения и удержания смазки. Некоторые канавки предназначены для фиксации уплотнений различной формы. Траектория канавки может быть самой разной: по прямой, по кольцу, по винтовой линии и др.

Например в машиностроении используются канавочные (щелевые) уплотнения.

Щели концентрических проточек заполняют пластичной смазкой. Образуемый затвор препятствует вытеканию масла и ограничивает проникновение посторонних веществ извне.

Применять щелевые уплотнения рекомендуется для узлов, работающих в сравнительно чистой окружающей среде. Щелевые уплотнения не обеспечивают полной герметизации, их целесообразно применять в комбинации с уплотнениями другого типа.

Для лучшего удержания смазки канавки делают в крышке корпуса и на валу. Канавочные уплотнения применяют для подшипниковых узлов, работающих при скоростях до 5 м/сек и консистентной смазке. Температура разжижения смазки, заполняющей щели, должна быть выше рабочей температуры узла, чтобы не было вытекания масла из щели.

Канавки очень полезны в комбинации с, уплотнениями другого типа.

Кольцевая канавка выполненная на внешней цилиндрической или конической поверхности называется проточкой. На основных изображениях проточки, как правило, дают с упрощениями, а их действительные формы и размеры раскрывают выносными элементами.

Пазом называется канавка с прямолинейной траекторией. Пример условного обозначения Т-образного направляющего паза шириной а= 18 мм и полем допуска Н8: Паз Т-образный 18Н8 ГОСТ 1574—91. Формы поперечного сечения пазов могут быть довольно сложными. Пазы служат для подвижного соединения деталей друг с другом. Прорезью называется узкая канавка прорезающая насквозь стенку детали.

Шпоночное соединение (шпоночный паз 10 JS9) предназначено для закрепления и передачи крутящего момента от вала на колесо или же наоборот. Шпонка позволяет это осуществить, сохраняя при этом возможность разъемного соединения деталей. Обычно в соединение ставят по одной шпонке. При передаче большого крутящего момента могут быть поставлены две или три шпонки через 180 – 120°. Шпонки всех основных видов стандартизированы. Размеры шпонок выбираются в зависимости от диаметра вала по таблицам стандарта. Чертежи на шпонки не выполняют, а все необходимые данные указывают в спецификации в разделе «Стандартные изделия».

Шлицевые соединения (шлицевой паз) предназначаются, как правило, для передачи крутящего момента, например от вала на звездочку или наоборот. При этом возможно еще дополнительное перемещение звездочки вдоль оси. В зависимости от формы профиля различают соединения с прямобочными, эвольвентными и треугольными шлицами.Условное обозначение шлицевого соединения на учебном чертеже (рис. 8.10) должно быть следующим:

где n – элемент центрирования* ;

d – внутренний диаметр;

D – внешний диаметр; b – ширина зуба вала.

В конце обозначения указывается номер стандарта (например, d –

8×36×42×7 ГОСТ 1139–80).

Риска (штрих) линия в виде продольного узкого углубления с закругленным или плоским дном, наносимая на изделие при разметке его под обработку сверлением, строжкой, фрезеровкой или чертилкой слесарной для точной разметки, измерительные шкалы приборов и т.д. Номенклатура подобных деталей достаточно велика, поэтому конструкцию и оформление чертежа рассмотрим только на наиболее характерных их представителях.

Шлицем называется прорезь на головке винта, в которую вставляется конец отвертки при ввертывании и вывертывании винта. Шлицы выполняют также на шлицевых гайках, вращение которых производят соответствующими ключами.

Если у вас есть, что добавить по теме, не стесняйтесь. Как и всегда, если есть какие-то вопросы, мысли, дополнения и всё такое прочее, то добро пожаловать в комментарии к этой записи.

Если у вас есть необходимость в создании высококачественного чертежа ISO, DIN, ANSI, ЕСКД или трехмерной модели в Автокад, Компас 3D? Можно связаться и поддерживать со мной связь с помощью электронной почты указана в профиле или заполните форму и я свяжусь с вами. Мы детально обсудим ваш проект. Я разрабатываю индивидуальные решения в точном соответствии с вашими потребностями. Также дополнительно осуществляю подбор производителей, фабрик, поставщиков комплектующих в любой точке мира.

Источник

Шпоночный паз: размеры по ГОСТ

Как средство для передачи вращения шпонка используется повсеместно. На первый взгляд здесь нет ничего сложного: вырезал шпоночный паз, вставили, узел готов. Почему шпоночное соединение, несмотря на довольно устаревшую технологию, не потеряло своей актуальности?

Шпоночные соединения

Шпонка представляет собой некую деталь, являющуюся промежуточным звеном для передачи вращательного момента вала ступице. Данный процесс осуществляется за счет образования напряжения смятия шпоночных пазов. Именно по этой причине шпоночные соединения относят к группе жесткого способа передачи вращения.

В большинстве случаев шпонками пользуются в низко нагруженных изделиях. Преимущественно для деталей мелкой серии. Происходит это из-за малой несущей нагрузки шпонок, причина которой кроется в наличии следующих недостатков:

Несмотря на все вышеуказанные недочеты шпонки все равно активно применяются в отраслях машиностроения из-за упрощенной конструкции и низкой стоимости. Но на массовом и крупносерийном производстве высоко ответственных деталей шпонки уступили более совершенным во всех планах шлицевым соединениям.

Виды шпонок

Современное производство предоставляет свыше 20 наименований разного рода.. Но среди них выделяют следующие наиболее применяемые типы в машиностроении:

Стоит отметить, что шпоночные пазы изготавливаются методом фрезерования, долбления протяжки. Наиболее распространено их получение пальчиковой фрезой, поскольку этот способ обеспечивает относительно благоприятное распределение напряжение и приемлемую технологичность.

Материал

Для шпонок наиболее подходят стали с содержанием углерода свыше 0,4%. Именно такой состав обеспечивает необходимое значение износостойкости, прочности и твердости. Сюда относятся конструкционные стали марок 45 и 50, а также сталь обыкновенного качества Ст.6.

Применение более дорогих аналогов стальных сплавов не имеет смысла, поскольку повышенная жесткость шпонки увеличивает вероятности пазов валов и ступицы. Для улучшения условий передачи вращения куда выгодней воспользоваться другими более оптимальными.

Маркировка

Обозначение шпоночного крепления вала на ступице покажем на примерах. Шпонка призматическая с шириной 18 мм, высотой 11 мм и длиной 50 мм маркируется:

Шпонка 18х11х50 ГОСТ 8789-68

Стоит заметить, что посадочные размеры пазов отличаются. Их значения находятся в соответствующих стандартах шпоночных соединений.

Таблица 1. Размеры и предельные отклонения призматических шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 23360-78.

Источник

ГОСТ 24071-97 Скачать DOC-файл Скачать PDF-файл ГОСТ 24071-97(ИСО 3912-77)Группа Г14МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТОс

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:

В общем, встретить шпоночное соединение можно практически в любом сложном механизме, что обусловлено его техническими характеристиками.

Материал

Для шпонок наиболее подходят стали с содержанием углерода свыше 0,4%. Именно такой состав обеспечивает необходимое значение износостойкости, прочности и твердости. Сюда относятся конструкционные стали марок и 50, а также сталь обыкновенного качества Ст.6.

Применение более дорогих аналогов стальных сплавов не имеет смысла, поскольку повышенная жесткость шпонки увеличивает вероятности пазов валов и ступицы. Для улучшения условий передачи вращения куда выгодней воспользоваться другими более оптимальными.

Виды шпонок

Основные виды шпонок делят на два типа: напряженные и ненапряженные. Среди которых выделяются такие типы шпонок:

Среди клиновых шпонок выделяют:

На длинных ступицах может устанавливаться несколько шпонок, так как они имеют фиксированную длину. Выполняют предохранительную функцию на срез и смятие.

Исходя из типа посадки выделяются:

3 Размеры и допуски шпонок

Размеры и предельные отклонения размеров шпонок указаны на рисунке 1 и в таблице 1.

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.

6 Зависимость между диаметром вала и размерами шпонки

В таблице 3 даны две серии взаимосвязи между диаметром вала и размером шпонки: серия 1 — для передачи крутящего момента, серия 2 — для фиксации детали (в случае неподвижной посадки, когда передача момента осуществляется за счет трения).

Таблица 3 — Зависимость диаметра вала от размера шпонки

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.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное). Дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)

A.1 Стандарт не распространяется на соединения, спроектированные до введения в действие настоящего стандарта, а также на шпоночные соединения, собираемые подгонкой или подбором шпонок.

А.2 Материал шпонок — чистотянутая сталь для сегментных шпонок по ГОСТ 8786-68 или по разделу 4.

А.3 Допускается в технически обоснованных случаях (пустотелые и ступенчатые валы, передача пониженных крутящих моментов и т.п.) применять меньшие, чем указано в таблице 2, размеры сечений шпонок на валах больших диаметров, за исключением выходных концов валов.

А.5 Допускается свободное соединение шпонки с валом и втулкой. Предельные отклонения при свободном соединении ширины паза должны соответствовать полям допусков для вала — Н9, для втулки — D10.

А.6 Допускаются для ширины паза вала и втулки любые сочетания полей допусков, указанные в таблице 2.

А.7 Для термообработанных деталей допускаются предельные отклонения размера ширины паза вала, соответствующие полю допуска H11, размера ширины паза втулки — D10.

А.8 Контроль размеров шпоночных пазов и их расположения относительно соответствующих цилиндрических поверхностей — по ГОСТ 24109 — ГОСТ 24111; ГОСТ 24115 — ГОСТ 24117; ГОСТ 24119; ГОСТ 24120.

А.9 Серия 2 (таблица 3) может применяться также для неответственных соединений (при передаче малых крутящих моментов с небольшой частотой вращения, не влияющих на долговечность деталей; при кратковременной работе соединения и т.д.).

А.10 Допускается в зависимости от принятой базы обработки и измерения указывать вместо на рабочем чертеже номинальный размер для вала с предельным отклонением для по таблице 2 и для втулки вместо размер с предельным отклонением для по таблице 2.

А.11 Масса шпонок указана в приложении Б.

А.12 Для изделий, спроектированных до 01.01.80, допускаются предельные отклонения размеров шпоночных соединений, приведенные в приложении В.

А.13 Параметры шероховатости поверхности элементов шпоночных соединений приведены в приложении Г.

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.

ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

3. Предельные отклонения размеров (d-t1

4. Шпоночные пазы валов и втулок (по ГОСТ 10748-79)

На рабочем чертеже должен проставляться один размер для вала t1

(предпочтительный вариант) или
d-t1
и для втулки
d+t2
;

ГОСТ 23360—78 и ГОСТ 10748—79 предусматривают также сечение шпонок и пазов для валов диаметром до 500 мм.Размеры призматических шпонок по ГОСТ 23360—78 и призматических высоких по ГОСТ 10748—79 приведены в табл. 5. Размеры призматических направляющих шпонок — по ГОСТ 8790-79 (табл. 6). Отклонения размеров призматических шпонок и пазов — по ГОСТ 23360—78 (табл. 2,3 и 5). Допускается в отдельных обоснованных случаях (пустотелые и ступенчатые валы и т.п.) применять меньшие размеры сечений шпонок на валах больших диаметров, за исключением выходных концов валов.

5. Призматические шпонки (по ГОСТ 23360-78) призматические высокие шпонки (по ГОСТ 10748-79)

* У шпонок высотой я от 2 до 6 мм предельные отклонения соответствуют h9. **

Размер
l
в указанных пределах брать из ряда: 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 мм. В скобках размеры я для шпонок по ГОСТ 10748—79. Допускается применять шпонки с длиной, выходящей за пределы диапазона, указанного в табл. 5.

Пример обозначения шпонки

Шпонка 18х11х100 ГОСТ 23360-78

То же, исполнения 2:

Шпонка 2-18х11х100 ГОСТ 23360-78

Материал шпонок — сталь с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа.

6. Призматические направляющие шпонки с креплением на валу (по ГОСТ 8790-79)

1. Длины шпонок должны выбираться из ряда 22; 25; 28; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140: 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320; 360; 400; 450 мм. 2. Длины шпонок свыше 450 мм должны выбираться из ряда Ra 20 по ГОСТ 6636—69. 3. Допускается применять шпонки с длиной, выходящей за пределы длин, указанных в табл. 1. 4. Допускается применять предельные отклонения для ширины
b
по f9. 5. В технически обоснованных случаях допускается применение винтов по ГОСТ 1491—80 увеличенной длины с соответствующим увеличением глубины
l2
. 6. Размеры
l
3,
l
4,
l
5 по табл. 2 ГОСТ 8790-79.

7. Теоретическая масса призматических направляющих шпонок с креплением на валу (по ГОСТ 8790—79)

8. Размеры сечений пазов и предельные отклонения глубины паза, мм (по ГОСТ 8790-79)

На рабочем чертеже должен проставлять один размер для вала t

Источник