Сегментные шпонки.

Являются разновидностью призматической.

R

Достоинства:

Засчет более глубокой посадки в паз вала не перекашивается под нагрузкой. Однако, сильно ослабляется вал, поэтому их применяют при небольших моментах и диаметрах валов d<40 мм.

Критерии работоспособности и расчет шпоночных соединений.

Основные причины выхода из строя шпоночных соединений:

1. смятие боковых поверхностей шпонок или пазов вала и ступицы;

2. срез шпонки.

Т.о. основными критериями работоспособности шпоночных соединений являются прочность по напряжениям смятия и прочность по напряжениям среза.

Нарисуем схему взаимодействия и эпюры напряжений, возникающих в соединении:

 _см1 Реальное распределение

t ₁  h _см2

d b

Напряжения смятия:

Т.к. для стандартных шпонок t₁>h - t₁ , поэтому площадь смятия (1) меньше площади смятия (2) ( _см1>_см2 - для одинаковых материалов шпонки, вала и ступицы).

Поэтому расчет шпонки на смятие проводится по формуле:

(1)

Напряжения среза:

(2)

Покажем, что даже при напряжение среза .

Умножим выражение (1) на b и разделим на b:

(3)

Учитывая, что ,а , перепишем (3) в виде:

, если , а в стандарте .

Условие прочности на срез стандартных шпонок обеспечено при стандартизации , поэтому при расчетах стандартных шпонок необходима проверка только по напряжениям смятия.

Допускаемое напряжение на смятие:

Меньшее значение (80,150) для ступиц из чугуна, а большее (150,200) – из стали.

При ударной нагрузке напряжения смятия уменьшаются в 2 раза.

Конструирование шпоночных соединений.

l_ст

1 2мм

1

2

1-H7/d11-зазор

2-H7/p6- прямозубые цилиндрические передачи,

H7/r6- косозубые цилиндрические и конические,

H7/s6- червячные передачи.

Если шпоночное соединение не проходит по напряжениям смятия ( ), то необходимо увеличить длину ступицы, но не более чем .

Если и теперь шпонка не проходит, то переходим к шлицевому соединению.

Шлицевые соединения.

1. Общие сведения.

Шлицевое соединение представляет собой соединение, образуемое выступающими (зубьями) на валу, входящими во впадины соответствующей формы (шлицы) в ступице. Эти соединения можно представить как многошпоночные, у которых шпонки выполнены за одно целое с валом. Зубья на валу изготавливаются фрезерованием, а шлицы в ступице методом протяжки.

Достоинства:

1. Меньшие радиальные габариты.

2. Высокая нагрузочная способность.

3. Лучшее центрирование детали (обеспечивает соосность вала и ступицы).

4. Большая усталостная прочность вала (меньший коэффициент концентрации напряжений).

Недостатки:

1. Повышенная сложность изготовления.

2. Неравномерность распределения нагрузки между шлицами.