Шпоночные соединения. Разновидности. Подбор и проверочный расчет

ШПОНКИ ПРИЗМАТИЧЕСКИЕ ШПОНКИ СЕГМЕНТНЫЕ

Шпоночные соединения - передают вращающий момент между валом и колесом. Образуются посредством шпонки, установленной в сопряжённые пазы вала и колеса. Шпонка имеет вид призмы, клина или сегмента, реже применяются шпонки других форм. Шпоночные соединения «+»: просты, надёжны; удобны в сборке-разборке; дёшевы. Шпонки, однако: ослабляют сечение валов и ступиц колёс; концентрируют напряжения в углах пазов; нарушают центрирование колеса на валу (для этого приходится применять две противоположные шпонки).

Шпоночные соединения могут быть: ненапряжёнными, выполняемыми призматическими или сегментными шпонками. Они передают момент только боковыми гранями; напряжёнными, выполняемыми клиновыми шпонками. Они передают момент за счёт сил трения по верхним и нижним граням.

ДЕФОРМАЦИИ ШПОНКИ

СРЕЗ

СМЯТИЕ

Для призматических шпонок стандарт указывает ширину и высоту сечения. Глубина шпоночного паза в валу принимается как 0,6 от высоты шпонки.

Призматические и сегментные шпонки всех форм испытывают смятие боковых поверхностей и срез по средней продольной плоскости:

; , здесь h – высота сечения шпонки, d – диаметр вала, b – ширина сечения шпонки, l – рабочая длина шпонки (участок, передающий момент).

Исходя из статистики поломок, расчёт на смятие проводится как проектный. По известному диаметру вала задаются стандартным сечением призматической шпонки и рассчитывают её рабочую длину.

Расчёт на срез – проверочный. При невыполнении условий прочности увеличивают рабочую длину шпонки.

 

ЦЕНТРИРОВАНИЕ ШЛИЦОВ

26. Шлицевые соединения. Способы центрирования. Подбор и проверочный расчет.

ВИДЫ ШЛИЦОВ

Образуются выступами на валу, входящими в сопряжённые пазы ступицы колеса. Как по внешнему виду, так и по динамическим условиям работы шлицы можно считать многошпоночными соединениями.

В основном используются прямобочные шлицы (а), реже встречаются эвольвентные (б) и треугольные (в) профили шлицов.

Прямобочные шлицы могут центрировать колесо по боковым поверхностям (а), по наружным поверхностям (б), по внутренним поверхностям (в).В сравнении со шпонками шлицы: имеют большую несущую способность; лучше центрируют колесо на валу; усиливают сечение вала за счёт большего момента инерции ребристого сечения по сравнению с круглым; но требуют специального оборудования для изготовления отверстий. Основными критериями работоспособности шлицов являются: сопротивление боковых поверхностей смятию (расчёт аналогичен шпонкам); сопротивление износу при фреттинг-коррозии (малые взаимные вибрационные перемещения). Смятие и износ связаны с одним параметром – контактным напряжением (давлением) s _см. Это позволяет рассчитывать шлицы по обобщённому критерию одновременно на смятие и контактный износ. Допускаемые напряжения [ s ] _см назначают на основе опыта эксплуатации подобных конструкций. Для расчёта учитывается неравномерность распределения нагрузки по зубьям , где Z – число шлицов, h – рабочая высота шлицов, l – рабочая длина шлицов, d_ср – средний диаметр шлицевого соединения. Для эвольвентных шлицов рабочая высота принимается равной модулю профиля, за d_ср принимают делительный диаметр. Условные обозначения прямобочного шлицевого соединения составляют из обозначения поверхности центрирования D, d или b, числа зубьев Z, номинальных размеров d x D (а также обозначения полей допусков по центрирующему диаметру и по боковым сторонам зубьев). Например, D 8 x 36H7/g6 x 40 означает восьмишлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру с размерами d = 36 и D = 40 мм и посадкой по центрирующему диаметру H7/g6.