Шпонка

Розміщення призматичної шпонки в пазу вала

Шпо́нка (від пол. szponka та нім. Spon, Span — тріска, клин, підкладка) — це металева або дерев'яна деталь, яку встановлюють у пазах двох дотичних деталей для запобігання відносного обертання чи зміщення цих деталей. Шпонка служить для передачі обертального моменту в з'єднанні валу зі шківом, зубчастим колесом, маховиком та іншими деталями, що обертаються разом з валом. При роботі шпонка зазнає деформації згину, зсуву і стиснення.

Класифікація шпонок

За формою шпонки поділяються на клинові^[1], призматичні^[2], сегментні^[3], тангенціальні і циліндричні.

Призматичні шпонки за призначенням бувають:

• звичайні із закругленими або плоскими кінцями, що призначені для нерухомих з'єднань маточин з валами;
• напрямні, що застосовуються в тих випадках, коли маточини повинні мати можливість переміщатися уздовж валів;
• ковзні, що переміщаються уздовж валу разом з маточинами і застосовувані замість напрямних шпонок у тих випадках, коли потрібні великі переміщення маточин.

Напрямні шпонки прикріплюють до валу гвинтами, а ковзні з'єднують з маточиною виступом циліндричної форми.

Довжину l (мм) призматичної шпонки обирають з ряду значень: 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.

Приклад позначення призматичної шпонки виконання 1, розмірами b =18 мм, h =11 мм і l =100 мм:

• Шпонка 18x11x100 ГОСТ 23360-78;

те ж саме, виконання 2:

• Шпонка 2-18x11x100 ГОСТ 23360-78.

• 

Призматична шпонка виконання 1

• 

Призматична шпонка виконання 2

• 

Призматична шпонка виконання 3

Матеріали шпонок

Матеріалом для виготовлення шпонок служать вуглецеві або леговані сталі з границею міцності при розтягуванні не нижче 500 МПа. Розрахунок шпонок на міцність в приладобудуванні для невеликих обертальних моментів не виконують, тому що використання табличних даних перерізів шпонок забезпечує необхідну міцність. Для інших випадків проводять розрахунки шпонок на зріз та зминання.

Значення допустимих напружень залежить від:

• режиму роботи;
• міцності матеріалу вала і втулки;
• типу посадки втулки на вал.

Для нерухомих з'єднань :

• при перехідних посадках [σ_зм] = 80...150 МПа;
• при посадках з натягом [σ_зм] = 110...200 МПа.

Менші значення для чавунних маточин і при різких змінах навантаження. У рухомих (в осьовому напрямку) з'єднаннях допустимі напруження значно знижують з метою попередження задиру та обмеження зношення. При цьому приймають [σ_зм] = 20...30 МПа.

Значення [σ_зр] приймається в залежності від характеру навантаження —

• для спокійного навантаження [σ_зр] = 120 МПа;
• для помірних поштовхів [σ_зр] = 85 МПа;
• для ударного навантаження [σ_зр] = 50 МПа.

Примітки

1. ↑ ГОСТ 24068-80 Соединения шпоночные с клиновыми шпонками

2. ↑ ГОСТ 23360-78 Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки.

3. ↑ ГОСТ 24071-97 Сегментные шпонки и шпоночные пазы.