Соединения призматическими шпонками

Это соединение ненапряженное и требует изготовления вала и отверстия в ступице с большой точностью. Во многих случаях посадка ступицы на вал производится с натягом. Момент передается с вала на ступицу боковыми узкими гранями шпонки. При этом на них возникают напряжения смятия s_см, а в продольном сечении шпонки – напряжения среза t (рис.4.3).

Для простоты расчета допускают, что шпонка врезана в вал наполовину своей высоты, напряжения s_см распределяются равномерно по высоте и длине шпонки, а плечо равнодействующей этих напряжений равно d/2.

Рассматривая равновесие вала или ступицы при таких допущениях, получим условия прочности в виде:

(4.1)

(4,2)

У стандартных шпонок размеры b и h подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия. Поэтому при расчетах обычно используют только формулу (4.1).

Рис.4.3

Параллельность граней призматической шпонки позволяет осуществлять подвижные в осевом направлении соединения ступицы с валом (коробки скоростей и др.). Силы трения, возникающие при перемещении ступицы в подвижном соединении, могут нарушить правильное положение шпонки, поэтому ее рекомендуют крепить к валу винтами.

Сегментная и цилиндрическая шпонки являются разновидностью призматической шпонки, так как принцип работы этих шпонок подобен принципу работы призматической шпонки.

Конструкция соединения с помощью сегментной шпонки показана на рис.*.

Рис.*

глубокая посадка шпонки обеспечивает ей более устойчивое положение, чем у простой призматической шпонки. Это предохраняет шпонку от перекоса (выворачивания)

под нагрузкой. Однако глубокий паз значительно ослабляет вал, поэтому сегментные шпонки применяют главным образом для закрепления деталей на мало нагруженных участках вала, например на концах валов. Аналогично соединению с призматической шпонкой для сегментной шпонки получим

.

Конструкция соединения с цилиндрической шпонкой (штифтом) показана на рис.4.4. цилиндрическая шпонка может использоваться для закрепления деталей на конце вала. Отверстие под шпонку сверлят и обрабатывают разверткой после посадки ступицы на вал. При больших нагрузках ставят две или три цилиндрические шпонки, располагая их под углом 180 или 120⁰. Цилиндрическую шпонку устанавливают в

отверстие с натягом. В некоторых случаях шпонке придают коническую форму.

Рис.4.4

Дата добавления: 2014-01-20