Расчет сегментных шпонок
Сегментные шпонки, также как и призматические, работают боковыми гранями и образуют неподвижные соединения. Применяются они при передаче небольших крутящих моментов. Сегментные шпонки и пазы для них просты в изготовлении и удобны при монтаже и демонтаже. 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 в малонагруженных соединениях или на концевых участках вала. Пример обозначения сегментной шпонки:
6
х10
ГОСТ 24071-97 b=6мм,
h=10мм.
Рис.27.Схема расчета сегментной шпонки
Рис.28.Схема установки
шпонки
Соединения сегментными шпонками проверяют на смятие:
σ
=
,
(60)
где k=(h-t) - размер выступающей части шпонки из паза вала, мм;
t - глубина паза на валу ГОСТ 24071-80;
b - ширина шпонки, мм;
l - длина шпонки, мм.
Размер шпонки выбираются в зависимости от диаметра вала с1. Сегментная шпонка - узкая, поэтому в отличие от призматической ее кроме смятия обязательно проверяют еще и на срез:
τ
=
[
τ
],
(61)
где [ τ ] - допускаемое напряжение на срез [ τ ] =70…10.0 МПа, большие значения принимают при постоянной нагрузке.
2.3 Конструкция соединения с цилиндрической шпонкой (штифтом)
Применяется только для закрепления деталей на конце вала. Отверстие под шпонку сверлят и обрабатывают разверткой после посадки ступицы на вал.
Рис.29.Цилиндрическая шпонка
Цилиндрическая шпонка на сжатие рассчитывается по формуле:
σ
=
,
(62)
При больших нагрузках ставят 2 и 3 цилиндрические шпонки, располагая их под углом 180 или120 градусов.
Цилиндрическую шпонку устанавливают в отверстие с натягом.
В некоторых случаях шпонке придают коническую форму.
2.4 Клиновые шпонки
К
линовые
шпонки имеют форму односкосных клиньев
с уклоном 1:100. Такой же уклон имеют пазы
в ступицах. Передача вращающегося
момента от вала к ступице в соединении
клиновыми шпонками осуществляется в
основном за счет сил трения, которые
образуются в соединении от запрессовки
шпонки. Запрессовка шпонки смещает
центры вала и ступицы на некоторую
величину. Это смещение вызывает дебаланс
и неблагоприятно сказывается на работе
передач при больших скоростях вращения.
Кроме того, клиновая шпонка может
вызвать перекос детали, при котором ее
торцевая плоскость не будет перпендикулярна
к оси вала. Обработка паза в ступице с
уклоном, равным уклону шпонки, создает
дополнительные технологические
трудности и часто требует индивидуальной
пригонки шпонки по пазу. Такая пригонка
совершенно недопустима в условиях
массового производства. Эти недостатки
послужили причиной того, что применение
клиновых шпонок резко сократилось в
условиях современного производства
(Рис.30):
, (63)
где b- ширина шпонки, мм;
l
- рабочая длина, мм;
f- коэффициент трения 0,13... 0,18
между валом и ступицей f =0,13...0,18;
d - диаметр вала, мм.
Рис.30 Схема расчета клиновой шпонки