2.5 Тангенциальные шпонки

Тангенциальные шпонки состоят из двух однокосных клиньев с уклоном 1:100 каждый, устанавливаемых наклонными поверхностями друг к другу, что позволяет выполнить паз ударами, т.е. создают напряженное состояние. Натяг между валом и ступицей создается в касательном (тангенц.) направлении. Применяются тангенциальные шпонки для вала диаметром свыше 60 мм при передаче больших вращающихся моментов с переменным режимом работы. , При реверсивной работе ставят две пары тангенциальных шпонок под углом 120 град. Как и клиновые шпонки, в современном производстве они имеют ограниченное применение (Рис. 31).

Рис.31 Тангенциальные шпонки

2.6 Фрикционные шпонки

Фрикционными шпонками соединяют гладкий цилиндрический вал со ступицей, имеющей паз с уклоном. Поверхность шпонки, контактирующую с валом, делают цилиндрической и очерчивают радиусом вала. Фрикционные шпонки передают крутящийся момент только силами трения. Их применяют в приборах.

Передаваемый крутящийся момент складывается из момента сил трения между валом и шпонкой и между валом и ступицей. Несущая способность фрикционной шпонки ниже, чем врезной.

Расчет фрикционной шпонки производится из условий прочности на смятие.

σ = , (64)

[σ ]= 30…50 Н/мм².

3 Материал шпонок и допускаемые напряжения

Стандартные шпонки изготавливают из чистостянутых стальных прутков углеродистой и легированной стали с пределами прочности не ниже 50 Н/мм². Величина допускаемых напряжений зависит от режима работы, прочности вала и ступицы, типа посадки ступицы на вал. Обычно принимают: [σ ]= 80...150 Н/мм² для неподвижных соединений и

[σ ]=30-50Н/мм² для подвижных соединений. Меньшие значения для чугунных ступиц и при резких изменениях нагрузки. Допускаемые напряжения на срез принимаются: [σ ]= 60...90 Н/мм².

Все размеры шпонок и допуски на них стандартизированы. Стандарт предусматривает для каждого диаметра вала определенные размеры поперечного сечения шпонки. Поэтому при проектных расчетах размеры b и h берут по справочнику и определяют l. Расчетную длину шпонки округляют до стандартного размера, согласуясь с размерами ступицы.

Полученные выше расчетные формулы не учитывают влияние сил трения, которые образуются в соединении при посадках с натягом. Эти силы трения частично разгружают шпонку и учитываются при выборе допускаемых напряжений.

В тех случаях, когда одна шпонка не может передать заданного момента, устанавливают две или три шпонки. При этом следует учитывать, что постановка нескольких шпонок связана с технологическими затруднениями, а также ослабляет вал и ступицу. Поэтому многошпоночные соединения почти не применяют. Их заменяют шлицевыми соединениями.