Соединение призматическими шпонками.

Достоинства соединений призматическими шпонками: простота конструкции и низкая стоимость.

Недостатки: вал и ступица ослаблены шпоночными пазами; в зоне шпоночного паза возникает концентрация напряжений, что снижает усталостную прочность деталей соединения; трудно обеспечить их взаимозаменяемость, последнее вызывает необходимость ручной подгонки или подбора шпонки по пазу; малонадежная работа соединений при ударных, реверсивных и циклических нагрузок.

Шпонки общемашиностроительного назначения обычно изготовляют из углеродистых сталей 45 и 50 светлого проката или чистотянутых профилей. В сильно нагруженных соединениях применяют шпонки из легированных сталей, например, из стали 40Х с термической обработкой до твердости 35 – 45 НRС.

Ширину и высоту обыкновенных призматических шпонок выбирают в зависимости от посадочного диаметра соединения.

Глубина врезания шпонки в ступицу k ≈ 0, 43 h при диаметре d < 40 мм и k≈ 0, 4h при d ≥ 40 мм. В расчетах приближенно принимают заглубление шпонки вал t₁≈ 0, 6 h, а в ступицу k=0, 4h (см.рис.3.1.).

Оптимальными параметрами шпоночного соединения будут:

­ отношение l⁄ d должно быть наибольшим и приближенным к верхнему предельному значению, равным 2;

­ отношение r⁄ d принимается приближенным к 0, 06, r⁄ d ~0, 06;

Поля допусков шпонок и пазов нормированы по ГОСТ 23360-78, ГОСТ 24068-80, ГОСТ 24071-80.

Рис. 3.2. Соединения призматической и сегментной шпонками.

Посадки по ширине b осуществляются по h₉ для любых типов соединений, что дает возможность стандартизировать и выпускать шпонки в массовом порядке.

Таблица 3.1.

Поля допусков шпонок и пазов

Рис. 3.3. Пример обозначения посадок шпонки в пазы втулки и вала.

Таблица 3.2.

Поля допусков на пазы

Контроль шпоночных соединений осуществляют комплексными калибрами. Допуски калибров для шпоночных соединений регламентированы ГОСТ 24109-80, а их конструкции и размеры ГОСТ 24110-80…ГОСТ 24121-80.