Далее штангенциркулем, нутромером или штихмасом измеряют на втулке размеры t1 с обеих сторон отверстия (рис. 13.6, б). Дно шпоночной канавки должно быть параллельно оси отверстия; это будет достигнуто, если замеры с двух сторон дают одинаковые результаты. Для обеспечения необходимого зазора размер обязательно должен быть больше размера t + h. При необходимости широкую поверхность шпонки следует опилить или обработать на шлифовальном или строгальном станке.
После проверки всех размеров шпоночного соединения на вал насаживают сопрягаемую деталь. Способ посадки выбирается в зависимости от величины натяга в соединении. При любом способе (запрессовкой или с нагревом) нужно следить за тем, чтобы шпонка плотно сидела в пазу вала; перекос шпонки может привести к заклиниванию деталей.
Сборку клиновых шпоночных соединений производят следующим образом. Прежде всего проверяют посадку шпонки в пазах вала и отверстия по боковым сторонам.
Шпонка должна перемещаться в пазах свободно, поэтому зазор между боковыми поверхностями шпонки и сторонами шпоночных канавок должен быть выдержан в пределах рекомендованных. Например, для шпонок сечением 10 x 8 допустим зазор до 0,30 мм; для шпонок 28 x 16 –до 0,40 мм; для шпонок 60 x 32 –до 0,60 мм.
Рис. 13.6. Приемы сборки основных типов шпоночных соединений:
а – пригонка шпонки по валу; б – измерение шпоночного паза во втулке; в – проверка посадки шпонки в пазах вала; г – контроль параллельности поверхностей
Затем проверяют прилегание широкой плоскости шпонки ко дну паза во втулке. Обе поверхности должны иметь одинаковый уклон, что можно проверить, измерив внутренний размер t (рис. 13.6, в). Если уклоны одинаковые, то вторая поверхность шпонки, прилегающая к валу, должна быть параллельна оси отверстия, а размеры t, замеренные с обеих сторон втулки, должны быть равны. Если такого равенства не получится, то одну из широких плоскостей шпонки следует припилить.
В соединениях с большими шпонками (сечением 28 * 16 мм и более) рекомендуется, кроме того, проверять взаимное прилегание наклонных поверхностей по краске.
При надевании втулки на вал клиновую шпонку следует устанавливать в канавке вала несколько далее нужного положения, но так, чтобы она своими боковыми гранями направляла движение втулки. Сразу же после посадки охватывающей детали на место следует забить шпонку.
Если деталь располагается на конце вала и шпонка устанавливается со стороны торца, то сначала нужно надеть деталь, а потом забить шпонку. Головка клиновой шпонки в затянутом состоянии должна отстоять от торца ступицы не ближе чем на 0,8–1,0 высоты шпонки.
Сборка тангенциальных шпоночных соединений осуществляется в той же последовательности, что и клиновых. В каждом из пазов тангенциального соединения работают две шпонки (рис. 13.6, г). Очень важно, чтобы наклонные поверхности шпонок хорошо прилегали друг к другу. Прилегание поверхностей следует проверять по краске, а необходимые исправления делать припиливанием.
Во время взаимной пригонки наклонных поверхностей необходимо проверять параллельность двух других поверхностей, осуществляющих натяг между валом и ступицей. Проверка производится измерением штангенциркулем, штангенрейсмасом или микрометром в двух местах (рис. 13.6, г). Оба замера размера А должны быть одинаковыми.
Следует отметить, что в единичном и мелкосерийном производстве сборка шпоночных соединений все еще часто сопровождается пригонкой. Пригонка шпоночных соединений, особенно при сборке тяжелых и ответственных узлов, – одна из наиболее трудоемких сборочных операций, требующих высокой квалификации рабочих.
В условиях массового производства пригонка шпонок в процессе сборки обычно не производится. В тех случаях, когда к шпоночным соединениям предъявляются особые требования точности, пригоночные работы допускаются.
В современных отраслях машиностроительного производства (станкостроении, автотракторном производстве, сельскохозяйственном машиностроении и др.) вместо шпоночных широко применяются шлицевые соединения, образуемые продольными выступами на валу и соответствующими впадинами в ступице.
Широкое применение таких соединений оправдывается рядом их преимуществ по сравнению со шпоночными:
Шлицевые соединения бывают подвижными, когда охватывающие детали могут перемещаться вдоль вала, и неподвижными (жесткими), когда охватывающие детали плотно закреплены на валу.
По форме профиля шлицевые соединения разделяются на прямобочные, эвольвентные, трапецеидальные и треугольные.
Наибольшее распространение имеют прямобочные и эвольвентные шлицевые соединения.
Прямобочные шлицевые соединения. В зависимости от способа центрирования охватывающей детали (втулки) в шлицевых соединениях (рис. 13.6) различают ряд случаев:
Рис. 13.7. Способы центрирования шлицевых соединений: I – прямобочных: а – по боковым сторонам зубьев; б – по окружности выступов зубьев; в – по окружности впадин зубьев; г – фаски и скругления зубьев; II – эвольвентных: д – по боковым сторонам зубьев; е – по окружности зубьев
Эвольвентные шлицевые соединения. По сравнению с прямобочными эвольвентные шлицевые соединения имеют следующие преимущества (рис. 13.7, д, е): более совершенную технологию изготовления шлицевого вала благодаря нарезанию шлицов червячной фрезой; возможность применения шевингования (это способ точной обработки многорезцовым инструментом – шевером), шлифования зуба по методу обкатки (и др.) при обработке шлицевых валов; повышенную прочность; лучшее центрирование сопрягаемых элементов; самоустановление шлицевых втулок на валу под нагрузкой.
Центрирование эвольвентных шлицевых соединения производят, как правило, по боковым сторонам зубьев (рис. 13.7, д). В тех случаях, когда необходима особо высокая точность вращения деталей, посаженных на шлицевой вал, применяют центрирование по наружному диаметру (рис. 13.7, е).
Треугольное шлицевое соединение, используемое для передачи небольших крутящих моментов, центрируют только по боковым поверхностям шлицов.
Перед сборкой шлицевых соединений необходимо тщательно осмотреть собираемые детали. На поверхности шлицов не должно быть забоин, заусенцев, острых краев, и должны быть обязательно сняты фаски на торцах вала и ступицы. Это требуется для того, чтобы не произошло заедания соединения во время сборки. Собираемые поверхности должны быть смазаны.
Подвижные шлицевые соединения обычно имеют скользящую, ходовую или легкоходовую посадки и собираются вручную. Неподвижные соединения имеют глухую, тугую и плотную посадки и собираются напрессовыванием охватывающей детали на вал с помощью специальных приспособлений или же с подогревом охватывающей детали перед напрессовкой до 80–120 °C.
Сборку неподвижных шлицевых соединений запрещается производить ударами молотка, так как при этом может получиться перекос насаживаемой детали и даже задиры на шлицах.
Неподвижные (жесткие) шлицевые соединения после сборки должны подвергаться проверке на биение, а подвижные шлицевые соединения проверяются на качку. Эта проверка выполняется вручную покачиванием насажанной детали относительно вала; при этом не должно ощущаться никакого качания. При сборке ответственных шлицевых соединений дополнительно проверяют прилегание сопрягаемых поверхностей на краску. В подвижных соединениях усилие перемещения деталей относительно друг друга должно быть равномерным по всей длине; местные перекосы и заклинивание шлицов не допускаются.