Подбор шпонок с проверкой на прочность

Размеры шпонок (рис. 11) выбирают в зависимости от диаметра вала (табл. 14). Длину шпонки принимают на 5…10 мм меньше длины ступицы из ряда стандартных значений (табл. 15).

Рис. 11. Соединение при помощи призматической шпонки

Пример обозначения шпонки призматической размерами:

b = 18 мм, h = 11 мм, L = 100 мм: Шпонка 18 × 11 × 100 ГОСТ 23360 – 78.

Выбранную шпонку проверяют на смятие σ _см и срез τ _ср:

(32)

(33)

где – крутящий момент; – диаметр соответствующего вала; – ширина шпонки; – глубина паза вала; – длина шпонки; – высота шпонки; – допустимое напряжение на смятие для шпоночного соединения; – допустимое напряжение на срез для шпонки.

Допустимые напряжения в неподвижных шпоночных соединениях при спокойной нагрузке рекомендуется принимать: на смятие при стальной ступице = (100 ÷ 150) МПа, при чугунной = (60 ÷ 80) МПа, на срез = (60 ÷ 90) МПа. Эти значения допустимых напряжений снижают при работе со слабыми толчками на 1/3, а при ударной нагрузке – на 2/3. При напряжении смятия значительно ниже допустимого целесообразно взять шпонку меньшего сечения и повторить расчет. Если в результате окажется, что шпонка перенапряжена, то предусматривают две или три шпонки. Две призматические шпонки устанавливают под углом 180º, а три призматические шпонки или две клиновые – под углом 120º.

Таблица 14

Размеры призматических шпонок и сечений валов

Диаметр вала , мм	Сечение шпонки, мм	Глубина пазов, мм
Св.	до
				1, 2	1, 0
				1, 8	1, 4
				2, 5	1, 8
				3, 0	2, 3
				3, 5	2, 8
				4, 0	3, 3
				5, 0	3, 3
				5, 0	3, 3
				5, 5	3, 8
				6, 0	4, 3
				7, 0	4, 4
				7, 5	4, 9
				9, 0	5, 4
				9, 0	5, 4
					6, 4
					7, 4
					8, 4
					9, 4
					10, 4
					11, 4
					12, 4
					12, 4

Таблица 15

Длина и материал шпонок

, мм	…6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450…
Примечание. Материал – сталь чистотянутая для шпонок по ГОСТ 8787 – 68. Возможна замена на другую сталь с σ в ≥ 590 МПа.

В графической части поместить расчетную схему передачи и рабочий чертеж ведущего шкива в двух проекциях (рис. 12) со всеми необходимыми размерами в соответствии с требованиями ЕСКД.

Рис. 12. Чертеж шкива