22.2 Расчеты шпоночных соединений

22.2.1 Расчет шпоночных соединений призматическими шпонками

Соединения призматическими шпонками проверяют на смятие и только для ответственных соединений призматическую шпонку проверяют на срез (рис. 89), поскольку условие прочности на срез учтено при стандартизации размеров призматических и сегментных шпонок. Обозначение призматической шпонки – Шпонка ГОСТ 23360-78.

Рабочими гранями призматических шпонок являются их боковые грани, которые контактируют с боковыми гранями пазов.

Рисунок 89 - Схема к расчету соединения призматической шпонкой

Таблица 64 - Алгоритм расчета шпоночных соединений призматическими шпонками

РН	РУ
;	; , где - рабочая длина шпонки со скругленными торцами (рис. 82,а), - длина шпонки. Для шпонок с плоскими торцами

Примечание. Расчетную длину шпонки округляют до ближайшего большего размера. В тех случаях, когда длина шпонки получается значительно больше длины ступицы детали, устанавливают две или три шпонки под углом 180° или 120°. При расчете многошпоночного соединения допускают, что нагрузка между всеми шпонками распределяется равномерно.

22.2.2 Расчет шпоночных соединений сегментными шпонками

Таблица 65 - Преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Более технологичные, чем призматические	Глубокий паз значительно ослабляет вал
Глубокая посадка шпонки на валу обеспечивает ее более устойчивое положение

Алгоритм расчета шпоночных соединений сегментными шпонками аналогичен расчету соединений призматическими шпонками ().

Допустимые напряжения смятия для ненапряженных шпоночных соединений выбираются в зависимости от режима нагружения, прочности материала вала и втулки, и вида посадки втулки на вал (табл. 66).

Таблица 66 – Рекомендации по выбору допускаемых напряжений смятия

Для подвижных соединений	Для неподвижных соединений
	при переходных посадках	при посадках с гарантированным натягом
20...30МПа	=100...120МПа – для втулки из стали; 70...80МПа – для втулки из чугуна	160...180МПа – для втулки из стали; 110...130МПа – для втулки из чугуна

22.2.3 Расчеты напряженных шпоночных соединений клиновыми шпонками

Соединения клиновыми шпонками передают вращающий момент за счет сил трения на широких рабочих гранях, которые образуются за счет соответствующего натяга в радиальном направлении при забивании шпонок.

Расчетная схема приведена на рис. 90. Алгоритм расчета представлен в табл. 67.

Таблица 67 – Алгоритм расчета соединений клиновыми шпонками

РН	РУ
	, где - коэффициент трения на рабочих поверхностях; 80...100МПа

Алгоритм расчета соединений фрикционной шпонкой представлен в табл. 68.

Таблица 68 – Алгоритм расчета соединений фрикционной шпонкой

РН	РУ
	, где 70...80МПа

Рисунок 90 - Схема к расчету клиновой шпонки

Алгоритм расчета соединений цилиндрической шпонкой представлен в табл. 69.

Таблица 69 – Алгоритм расчета соединений цилиндрической шпонкой

РН	РУ
	, где ; ; 100...120МПа