6.2. Соединения шлицевые (зубчатые)

Рассчитывают соединения с сегментными шпонками так же, как соединения с призматическими шпонками, т. е. по напряже­ниям смятия (см. с. 132).

Цилиндрические шпонки. Цилиндрические шпонки (штифты) по ГОСТ 3128-70 и 12207-79 применяют при свобод­ном доступе к торцу соединения (рис. 6.1, г и 6.2, г). Отверстия под эти шпонки параллельны оси вала и обрабатывают их после сборки вала и ступицы (половина отверстия сверлится на валу и половина — в ступице), обеспечивая посадку шпонки в отверстие с натягом. Диаметр d_m и расчетную длину шпонки / в первом

приближении принимают

, где

d — диаметр вала (посадочный диаметр соединения).

Установка нескольких шпонок в одном соединении увеличи­вает несущую способность соединения практически пропорцио­нально числу установленных шпонок благодаря тому, что совме­стная обработка отверстий для шпонок на валу и в ступице обеспечивает равномерное распределение нагрузки между шпон­ками. Необходимое число шпонок z_m определяют из условия прочности рабочих поверхностей на смятие. Действующие на­пряжения смятия на цилиндрической поверхности шпонок диа­метром d_lu (рис. 6.4, 6) определяют с учетом неравномерности распределения напряжений смятия (серповидная эпюра) [21,31].

При нагружении соединения вращающим моментом Τ число цилиндрических шпонок z_m , необходимых для передачи этого момента соединением,равно

где Τ— в Н-м; d, d_m и / — в мм; [σ]_εΜ — в МПа.

В связи с более точной расчетной схемой для цилиндрических шпонок fal_CH можно увеличить на 25...30% по сравнению с до­пускаемыми напряжениями смятия для призматических шпонок.

6.2. Соединения шлицевые (зубчатые)

Общие сведения. Шлицевые соединения (рис. 6.5) валов со ступицами различных деталей, таких как зубчатые колеса, шкивы, диски фрикционных муфт и т. п., применяют, как и шпоночные соединения, для передачи вращающего момента. В этом соедине­нии на валу изготовляют выступы (зубья, шлицы), входящие во впадины (шлицы) ступицы.