Основные эксплуатационные требования к штифтовым, шпоночным и шлицевым соединениям

Штифт —крепёжное изделие в виде цилиндрического или конического стержня, предназначенное для неподвижного соединения деталей, как правило, в строго определённом положении, а также для передачи относительно небольших нагрузок.

Все штифтовые соединения относятся к разъемным неподвижным соединениям. При необходимости штифты извлекают из отверстий и соединение разбирают. Штифты применяются для точного центрирования деталей типа крышек по отношению к корпусу с последующим закреплением болтами или винтами. Они могут применяться в качестве предохранительного или фиксирующего элемента при регулировках, а также для скрепления деталей машин, передающих небольшие нагрузки.

Основным типом являются цилиндрические штифты. Цилиндрические установочные штифты с направляющим конусом служат для фиксирования положения съемных деталей по плоскости. Цилиндрическая часть штифта входящая в основную деталь, соединяется с ней более плотно, чем часть штифта, входящая в съемную деталь.

Конические штифты применяют для крепления на осях и валах вращения и реже для фиксирования взаимного положения деталей на плоскости.

Штифты конические разводные являются разновидностью обычных конических штифтов, их также применяют для крепления на осях и валах тел вращения. Для предотвращения выпадения штифта разрезанный конец его разводят.

Шпонки по форме разделяются на призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные. Предусмотрены разные исполнения шпонок некоторых видов, например, призматические шпонки с двумя закругленными торцами (исполнение 1), с одним закругленным торцом (исполнение 3) и с незакругленными торцами (исполнение 2), сегментные шпонки со срезанным краем сегмента (исполнение 2). Существуют затяжные (т. е. посаженные с натягом) и незатяжные шпонки. К затяжным шпонкам относятся тангенциальные, клиновые врезные и на лыске, фрикционные, к незатяжным — призматические и сегментные. Затяжная шпонка передаёт окружную и осевую силы, незатяжная — только окружную силу. Затяжная шпонка смещает центр тяжести надетой на вал детали на размер посадочного зазора и, как правило, приводит к перекосу детали, что является основной причиной их ограниченного использования.

Чаще всего шпонка используется для передачи вращающего момента в соединениях вала с зубчатым колесом или со шкивом, где невозможно прессовое соединение. Но возможны и другие решения, например – защита вала от проворота относительно неподвижного корпуса. В отличие от соединений с натягом, которые обеспечивают взаимную неподвижность деталей без дополнительных конструктивных элементов, шпоночные соединения – разъемные. Они позволяют осуществлять разборку и повторную сборку конструкции с обеспечением того же эффекта, что и при первичной сборке. Призматические шпонки дают возможность получать как подвижные, так и неподвижные соединения. Сегментные шпонки и клиновые шпонки, как правило, служат для образования неподвижных соединений. Форма и размеры сечений шпонок и пазов стандартизованы и выбираются в зависимости от диаметра вала, а вид шпоночного соединения определяется условиями работы соединения.