8.4. Профильные соединения
Здесь [τ] — допускаемые напряжения среза; [τ]~(0,2...0,3)σΤ; στ — предел текучести материала штифта; dm — диаметр штифта (для конических штифтов расчетным диаметром с/ш является средний диаметр, см. рис. 8.5, б); d— посадочный диаметр соединения.
Расчет по напряжениям смятия имеет условный характер, так как точный закон распределения напряжений смятия по цилиндрической поверхности контакта штифта и деталей соединения весьма сложен; поэтому расчет на смятие производят (а проводить его нужно, если ступица тонкая, т. е. при DCT < 1,5d ) по приближенным зависимостям, которые получены в предположении равномерного распределения напряжений на площади контакта штифта со ступицей: dm{D,.T -d). Тогда условие прочности по напряжениям смятия
где осн — расчетные действующие напряжения смятия; [о]см —
допускаемые напряжения смятия для приближенного расчета,
для стальных деталей [σ]№ «(0,35...0,45)0,., предел текучести
στ определяют по менее прочному материалу ступицы или
штифта.
Аналогична методика расчета на смятие и срез других видов штифтовых соединений.
Профильные соединения применяют для передачи вращающего момента от вала к ступице. В профильных соединениях контакт вала и ступицы осуществляется по некруглой поверхности. Профильные соединения имеют в поперечном к оси соединения сечении плавный некруглый профиль поверхности контакта вала и ступицы; чаще применяют равноосные соединения треугольного профиля (рис. 8.6 и 8.7). Применяемый профиль обладает свойством равноосности — постоянством диаметрального размера. Профильные соединения в осевом направлении могут быть цилиндрическими (рис. 8.6) или коническими (рис. 8.7). Конические профильные соединения характеризуются большей легкостью съема, чем цилиндрические, но они сложнее в изготовлении и дороже. При повышенных требованиях к надежности, переменных и особенно реверсивных нагрузках применяют профильные соединения с натягом. К профильным соединениям можно отнести, например, соединение, изображенное на рис. 8.8, которое применяют для снижения концентрации напряжений. Для изготовления этого вида соединений не требуются специальные дорогие станки, как в случае применения равноосного профиля.