Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений
Для соединения вала с деталями, передающими
вращение, в редукторах применяются чаще
всего призматические шпонки, изготовленные
из стали, имеющей
МПа.
Размеры поперечных сечений шпонок выбираются в зависимости от диаметра соединения по таблице 27. Длину призматической шпонки принимают из стандартного ряда, в зависимости от длины ступицы (на 8…10 мм менее).
При выбранной длине шпонки соединение проверяют на смятие по формуле:
, (65)
где
– вращающий момент на валу, Н
м;
– диаметр вала, мм;
– высота шпонки, мм;
– глубина паза на валу, мм;
– длина шпонки, мм;
– ширина шпонки, мм.
Значения ; ; и определяются по табл. 27.
Допускаемые напряжения на смятие
принимаются в зависимости от материала
ступицы. При стальной ступице и спокойной
нагрузке рекомендуется принимать
МПа, при чугунной ступице и спокойной
нагрузке приведенные значения снижают
вдвое
МПа.
Если условие выполняется, расчет считаем удовлетворительным, в случае невыполнения условия можно увеличить длину шпонки (если позволяет длина ступицы), если позволяет конструкция, можно увеличить и длину ступицы. Если предложенные меры не приведут к успеху и условие прочности по прежнему не выполняется, то допускается установка двух шпонок под углом 180˚ друг к другу, в предположении, что на каждую шпонку придется по половине внешней нагрузки. Если и это не помогает, то рекомендуется переход на шлицевое соединение. Такие случаи в практике курсового проектирования практически не встречаются, поэтому учащимся рекомендуется обязательная консультация с руководителем проекта во всех случаях, когда получается нетипичный результат расчетов.
Рекомендации по конструированию шпоночных соединений:
перепад диаметров ступеней вала с призматическими шпонками назначают из условия свободного прохода детали без удаления шпонок из пазов;
из технологических соображений рекомендуется для разных ступеней одного и того же вала назначать одинаковые шпонки по сечению, исходя из ступеней меньшего диаметра, имеющего шпоночный паз.
Таблица 27 Шпонки призматические
(По гост 23360 – 78, с сокращениями)
Размеры, мм
|
||||
Диаметр вала d |
Сечение шпонки b × h |
Глубина паза |
Фаска s × 45о |
|
Вала t1 |
Вала t2 |
|||
Св. 10 до 12 |
4×4 |
2,5 |
1,8 |
0,08 – 0,16 |
>> 12 >> 17 |
5×5 |
3,0 |
2,3 |
0,16 – 0,25 |
>> 17 >> 22 |
6×6 |
3,5 |
2,8 |
|
>> 22 >> 30 |
8×7 |
4,0 |
3,3 |
|
>> 30 >> 38 |
10×8 |
5,0 |
3,3 |
0,25 – 0,40 |
>> 38 >> 44 |
12×8 |
5,0 |
3,3 |
|
>> 44 >> 50 |
14×9 |
5,5 |
3,8 |
|
>> 50 >> 58 |
16×10 |
6,0 |
4,3 |
|
>> 58 >> 65 |
18×11 |
7,0 |
4,4 |
|
>> 65 >> 75 |
20×12 |
7,5 |
4,9 |
0,40 – 0,60 |
>> 75 >> 85 |
22×14 |
9,0 |
5,4 |
|
>> 85 >> 95 |
25×14 |
9,0 |
5,4 |
|
>> 95 >> 110 |
28×16 |
10,0 |
6,4 |
|
Примечания:
Шпонка 20 × 12 × 90 ГОСТ 23360 – 78 То же, исполнение 2 Шпонка 220 × 12 × 90 ГОСТ 23360 – 78 |
||||
