Шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения
Шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения относят к соединениям вал-втулка, которые нагружаются вращательным моментом. Под втулкой понимают ступицы таких деталей, как шкивов, зубчатых колес, звездочек, полумуфт и т. д. Шпоночные и зубчатые (шлицевые) соединения - это разъемные соединения, позволяющие повторную сборку и разборку.
Шпоночные соединения. Шпоночные соединения призматической (рис. 13.1) и сегментной (рис. 13.2) шпонкой относят к ненапряженным.
| Т |
| Т |
| t |
| sсм |
| L |
| h |
| b |
| Lp |
| d |
| sсм |
Рисунок 13.1 - Соединение призматической шпонкой
Достоинствами шпоночных соединений являются простота конструкций, сравнительная легкость сборки и разборки. Недостатки – ослабление вала и втулки, а также необходимость подгонки элементов.
Сегментные шпонки (рис. 2) имеют глубокую посадку на валу, что предохраняет их от перекоса. Однако глубокий паз существенно ослабляет вал, поэтому это шпоночное соединение с сегментной шпонкой используется реже, чем с призматической.
Призматические и сегментные шпонки стандартизированы. Их размеры b´h выполняют в зависимости от диаметра вала по ГОСТ 23360-78 и ГОСТ 24071-80. У таких шпонок рабочими гранями являются боковые грани. Длину шпонки L назначают на 5…10 мм меньше длины ступицы и округляют до стандартного размера.
| L |
| sсм |
| d |
| Т |
|
| k |
| b |
Рисунок 13.2 - Соединение сегментной шпонкой
Шпонки изготавливают из чистотянутых углеродистых сталей с пределом прочности sВ³ 600 МПа. Обычно используют стали 40, 45, 50, 55.
Соединение с призматической шпонкой рассчитывают, в основном, на смятие, поскольку размеры сечения b´h подобраны так, что запас прочности по напряжениям среза достаточно велик,
, (12.28)
где Т –вращающий момент; Lp – рабочая длина шпонки, Lp= L –b; L– длина шпонки; t1 - глубина врезания шпонки в вал; [sсм]– допускаемое напряжение на смятие, при спокойной нагрузке для неподвижных соединений при стальных ступицах [sсм]=100…150 МПа, при чугунных ступицах [sсм]= 60…90 МПа.
Для соединений, в которых твердость вала и ступицы значительно превышают твердость призматической шпонки, расчет соединения дополнительно проводят по напряжению среза
. (13.1)
Аналогично соединению с призматической шпонкой, соединение с сегментной шпонкой рассчитывают на смятие
. (13.2)
Дата добавления: 2016-01-30; просмотров: 504;