Шпоночные соединения
Н
азначение:
передача крутящего момента, в том числе
в подвижных соединениях. Для соединения
вала и ступицы используют шпонку.
На эскизе показано соединение призматической шпонкой, которая является наиболее распространенной.
Н
а
плане шпонки могут иметь следующий вид:
При небольших размерах вала также используются сегментные шпонки.
При малом диаметре ступицы (D ненамного >d) используют тангенциальные шпонки.
Сегментная шпонка
Тангенциальная шпонка
Расчет шпоночного соединения
При проектировании шпоночного соединения сначала выбирают размеры поперечного сечения шпонки
(
)
в зависимости от диаметра вала.
Затем расчитывают длину шпонки, исходя из условия прочности на срез и смятие:
Полученное значение длины округляют до ближайшего большего стандартного.
Если подбор стандартной шпонки невозможен, возможно увеличение размеров сечения шпонки ( ). Кроме того, можно использовать установку двух шпонок под углом 90° и 180°
Если подобрать шпонку невозможно, используют шлицевые соединения.
Шлицевые соединения
Назначение: передача крутящего момента, в том числе в подвижных соединениях.
Образуется с помощью выступов на валу (шлицов), которые входят в пазы ступицы.
Количество
шлицов обычно
Используются следующие разновидности шлицов:
Прямобочные:
Эвольвентные:
Треугольные.
Расчет соединений выполняют в следующем порядке:
В зависимости от диаметра вала выбирают количество и размеры шлицов (
Расчитывают длину соединения, исходя из условия прочности на смятие:
Полученное значение длины округляют до ближайшего большего стандартного, при условии, что
Прессовые соединения
Основаны на использовании посадок с гарантированным натягом. В этом случае диаметр вала до сборки соединения несколько превышает диаметр отверстия.
H
7/p6
H7/r6
H7/s6
H7/t6 H7/u7
H8/x8 H8/z8
Для сборки такого соединения используют прессовый или тепловой способ. В первом случае вал вдавливается в отверстие прессом. В втором случае ступицу нагревают, а вал охлаждают до исчезновения натяга. Нужную посадку выбирают с помощью расчетов.
П
орядок
расчета:
Находят сдвигающую силу в соединении:
Податливость соединяемых деталей:
Расчетный натяг:
– коэффициент
запаса (без изгиба –
;
с изгибом -
)
– коэффициент
трения
Минимальный натяг соединений:
– температурная
поправка (учитывает изменения температуры
в процессе эксплуатации детали);
– температурный коэффициент минимального
расширения материала.
– поправка,
учитывающая шероховатостей при
запрессовке; при тепловой сборке
;
–параметры
шероховатости поверхности.
– поправка,
учитывающая скорость вращения конструкции
Максимально
возможный натяг, ограничивающийся
прочностью ступицы (при
):
Используя полученные значения по таблице выбираем посадку исходя из условий:
и 