Шпоночные соединения. Шпоночные соединения, в основном, предназначены для передачи вращающегося момента от вала к ступице

Шпоночные соединения, в основном, предназначены для передачи вращающегося момента от вала к ступице. Шпоночные соединения могут быть разделены на две группы:

1) не напряженные, осуществляемые призматическими или сегментными шпонками;

2) напряженные – клиновыми шпонками или штифтами. Шпонки всех основных типов стандартизованы и их размеры выбирают по ГОСтам.

Ширину шпонок обычно выбирают (0,25…0,30) d, для особо крупных валов 0,2 d. Для простоты расчета предполагают плечо силы 0,5d, тогда условие прочности:

, где k≈0,4h.

Сегментные шпонки характеризуются двумя основными параметрами: шириной и диаметром заготовки d₁, высоту шпонки выбирают h≈0,4d₁.

Длина шпонки l d₁. Рассчитывают шпонки также на смятие, принимая k=h-t, где t приниимают≈0,5 h.

Цилиндрические шпонки штифты применяют только при расположении ступицы на конце вала, на валах малой длины. Диаметр шпонки d_ш=(0,13…0,16)d, длина ее l=(3…4)d_ш. Необходимое число шпонок z:

, см.

Соединения тангенциальными клиновыми шпонками отличаются тем, что натяг создают не в радиальном, а в тангенциальном направлении и ставят под углом 120…135⁰. При этом параметры установки шпонок.

Усиленные шпонки t=0,1d и в=0,3d, для нормальных шпонок (0,115d…0,066d) и в=(0,32d…0,248d) момент создается окружной силой F_t на шпонке и силой трения F_tf на плече 0,5d:

, где t≈0,1d и

с – фаска на рабочей грани шпонки.

Тогда получаем:

.