§ 4.4. Условие прочности шпонки на срез
Условие прочности шпонки на срез
где Ь — ширина шпонки; [т]ср — допускаемое напряжение на срез шпонки (см. ниже).
Стандартные шпонки изготовляют из специального сортамента среднеуглеродистой, чистотянутой стали с σΒ> >600 Н/мм2 — чаще всего из стали 45.
Допускаемые напряжения смятия для шпоночных соединений:
при стальной ступице и спокойной нагрузке [а]см = = 110...190 Н/мм2;
при чугунной — [а]см = 70... 100 Н/мм2.
При переменной нагрузке [а]см снижают на 50 %.
Допускаемое напряжение на срез шпонок [тг]ср = 70... 100 Н/мм2. Большее значение принимают при постоянной нагрузке.
Расчет шпоночного соединения ведут в последовательности, изложенной в решении примера 4.1.
Пример 4.1. Выбрать тип стандартного шпоночного соединения стального зубчатого колеса с валом (см. рис. 4.1, а) и подобрать размеры шпонки. Диаметр вала d = 45 мм. Соединение передает момент Г= =-189,5 Η•Μ при спокойной нагрузке.
Решение. 1. Выбор соединения. Для соединения вала с колесом принимаем призматическую шпонку со скругленными торцами (исполнение 1).
2. Размеры шпонки и паза. По табл. 4.1 для диаметра вала d = 45 мм принимаем размеры сечения шпонки 6 = 14 мм; h = 9 мм. Глубина паза 11 = 5,5 мм.
3. Допускаемое напряжение. Для стальной ступицы при спокойной нагрузке принимаем [σ]ΟΜ=110 Н/мм2.
4. Расчетная длина шпонки [формула (4.1)]
2Τ 2-189,5-103 ММ = 26 мм
Стандартные шпонки изготовляют из специального сортамента среднеуглеродистой, чистотянутой стали с σΒ> >600 Н/мм2 — чаще всего из стали 45.
Допускаемые напряжения смятия для шпоночных соединений:
при стальной ступице и спокойной нагрузке [а]см = = 110...190 Н/мм2;
при чугунной — [а]см = 70... 100 Н/мм2.
При переменной нагрузке [а]см снижают на 50 %.
Допускаемое напряжение на срез шпонок [тг]ср = 70... 100 Н/мм2. Большее значение принимают при постоянной нагрузке.
Расчет шпоночного соединения ведут в последовательности, изложенной в решении примера 4.1.
Пример 4.1. Выбрать тип стандартного шпоночного соединения стального зубчатого колеса с валом (см. рис. 4.1, а) и подобрать размеры шпонки. Диаметр вала d = 45 мм. Соединение передает момент Г= =-189,5 Η•Μ при спокойной нагрузке.
Решение. 1. Выбор соединения. Для соединения вала с колесом принимаем призматическую шпонку со скругленными торцами (исполнение 1).
2. Размеры шпонки и паза. По табл. 4.1 для диаметра вала d = 45 мм принимаем размеры сечения шпонки 6 = 14 мм; h = 9 мм. Глубина паза 11 = 5,5 мм.
3. Допускаемое напряжение. Для стальной ступицы при спокойной нагрузке принимаем [σ]ΟΜ=110 Н/мм2.
4. Расчетная длина шпонки [формула (4.1)]
2Τ 2-189,5-103 ММ = 26 мм
§ 4.4. Рекомендации по конструированию шпоночных соединений
1. Перепад диаметров ступеней вала с призматическими шпонками назначают ичз условия свободного прохода детали без удаления шпонок из пазов (рис. 4.6).
2. Две сегментные шпонки ставят вдоль вала в одном пазу ступицы. Постановка нескольких шпонок сильно ослабляет вал, поэтому в настоящее время их заменяют шлицевым соединением.
3. Из технологических соображений рекомендуется для разных ступеней одного и того же вала назначать одинаковые шпонки по сечению, исходя из ступени меньшего диаметра, имеющего шпоночный паз (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Ступенчатый вал с одинаковыми шпонками
Прочность шпоночных соединений в данном случае получается вполне достаточной, так как силы Ft\ и Ft2> действующие на шпонки, составляют:
1. Перепад диаметров ступеней вала с призматическими шпонками назначают ичз условия свободного прохода детали без удаления шпонок из пазов (рис. 4.6).
2. Две сегментные шпонки ставят вдоль вала в одном пазу ступицы. Постановка нескольких шпонок сильно ослабляет вал, поэтому в настоящее время их заменяют шлицевым соединением.
3. Из технологических соображений рекомендуется для разных ступеней одного и того же вала назначать одинаковые шпонки по сечению, исходя из ступени меньшего диаметра, имеющего шпоночный паз (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Ступенчатый вал с одинаковыми шпонками
Прочность шпоночных соединений в данном случае получается вполне достаточной, так как силы Ft\ и Ft2> действующие на шпонки, составляют: