Проверка прочности шпонок

Шпонка – деталь, устанавливаемая в пазах двух соприкасающихся деталей для передачи крутящего момента от вала к ступице зубчатых колес, шкивов и наоборот – от ступицы к валу (рис. 9).

Рис. 9

Наибольшее применение получили соединения призматическими шпонками с двумя скругленными концами.

Размеры поперечных сечений призматических шпонок b х h выбирают в зависимости от диаметра вала (табл. 24). Длину шпонки принимают на 5…10 мм меньше длины ступицы.

Рабочими гранями призматической шпонки являются боковые поверхности. С целью упрощения и облегчения сборки шпоночных соединений между шпонкой и ступицей предусматривается радиальный зазор по высоте шпонки.

Условие прочности призматической шпонки на смятие можно выразить формулой

,

где σ _см – расчетное напряжение смятия; d – диаметр вала; [σ _см] – допускаемое напряжение смятия; F – окружное усилие на валу; T – крутящий момент, передаваемый соединением; t ₁ – глубина паза вала; l _p – рабочая длина шпонки,

Таблица 24

Размеры шпонок призматических и пазов на валах ГОСТ 23360-78

Допускаемые напряжения смятия в шпоночных соединениях при спокойной нагрузке рекомендуется принимать: при стальной ступице МПа; при работе со слабыми толчками МПа; при ударной нагрузке МПа. При частном реверсировании допускаемые напряжения уменьшают в два раза.