16.2.8 Побор шпонок и проверочный расчет их по напряжениям смятия

На валах в местах крепления деталей, передающих крутящий момент, выполняют шпоночный паз, размеры которого, а также размеры шпонок стандартизованы (см. таблицу 6.1). По техническим соображениям рекомендуется для разных ступеней одного и того же вала назначать одинаковые шпонки по сечению и длине исходя из ступени меньшего диаметра.

Длину шпонки назначают на 5 – 10 мм меньше длины ступицы из ряда стандартных значений: 10, 12, 14, 16, 18, 20. 25, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80,90, 100 [18,с. 433].

В условном обозначении шпонки указывается ее ширина b, высотаhи длина1. например: шпонка 12840 ГОСТ 23360-78.

По таблице 6.1 подбирают шпонки с нужными геометрическими характе­ристиками, сведенными в таблицу 16.5.

Выбранные шпонки проверяем на смятие:

,

где Т – передаваемый крутящий момент, Нм;d – диаметр вала, м;l_р – длина шпонки (при плоских торцахl_р = l), м; [σ_см] – допускаемое напряжение смятия, принимаемое при стальной ступице,–100 – 120 МПа, а при чугунной – 50 – 60 МПа.

Таблица 16.5 – Параметры выбранных шпонок [18, с. 433]

Параметр	Значение параметров шпонки и пазов на валу и втулке
	I (d = 15)		II (d = 27)	III (d = 32)
Номер шпонки	1	2	3	4
Глубина паза вала t1	3	3	4	5
Глубина паза втулки t2	2,3	2,3	3,3	3,3
Ширина b	5	5	8	10
Высота h	5	5	7	8
Длина l	14	25	14	32

Проверяем шпонки на смятие:

шпонка 1 на валу Iпод шестерней

МПа;

шпонка 2 на валу Iпод полумуфтой

МПа;

шпонка 3 на валу IIпод колесом

МПа;

шпонка 4 на валу IIIпод колесом

МПа.

Если напряжение смятия получается значительно меньше допускаемого, целесообразно взять шпонку меньшего сечения и повторить расчет; если больше, то необходимо ставить симметрично две шпонки или применять шлицевые соединения.

В данном примере напряжение смятия шпонки 2 под полумуфтой МПа значительно меньше допускаемого, то назначаем такую же шпонку как и под шестерней 5514 ГОСТ 23360-78.

Выбор смазки, выбор посадок деталей и порядок сборки редуктора см. разд. 8, 11, 12, пп. 16.1.16.

55