14. Параметры шероховатости поверхности элементов пшоночяых соедивеннй по ГОСТ 23360-78, ГОСТ 10748-79. ГОСТ 8790-79 и ГОСТ 24071-80 в зависимости от допуска размера

Примечания: 1. Параметры шероховатости поверхностей с неуказанными предельными отклонениями - Ra 20 мкм.

2- Параметр шероховатости дна шпоночного паза рекомендуется равным Ra 6,3 мкм.

ВЫБОР ШПОНОК ДЛЯ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ

На участке между серединами шпонок (рис. 14) передается постоянный вращающий момент Т.

Силы Pi и Pi, действующие на шпонки и приложенные на плече, равном радиусу соответствующей ступени вала, составляют

Dl > Dy, значит, щпонка ступени D2 нафужена меньше шпонки ст>Т1ени D\ .

По соображениям прочности и работоспособности шпоночных соединений нет оснований к назначению для ступени Dj

шпонки большей, чем для ступени D[. Наоборот, чем больше диаметр ступени ступенчатого вала, тем меньшим для нее может быть сечение шпонки.

Наличие на одном валу шпоночных пазов, одинаковых по сечению и длине, улучшает технологичность конструкции вала.

Таким образом, рекомендуется назначать одинаковые шпонки для всех ступеней вала исходя из ступени наименьшего диаметра, имеющего шпоночный паз.

РАСЧЕТ ШПОНОК

Принятые обозначения тах наибольший допускаемый вращающий момент, Н-м; / - рабочая длина шпонки, мм; d - диаметр вала, мм; d\ - диаметр круглой шпонки, мм;

b и h - ширина и толщина шпонки, мм; К - выступ шпонки от шпоночного паза;

см МПа; т

- допускаемое напр5сжение смятия,

- допускаемое напряжение среза,

ср МПа.

При расчете принимают нагружение шпонки по длине равномерным-

Шпонки рассчитывают на смятие, а в особо ответстсвенных случаях проверяют на срез.

Призматическая шпонка (рис. 15). Рабочие грани проверяют на смятие, а сечение С ~ С - на срез.

Условие прочности на смятие:

Условие прочности сечения С - С на

срез:

Tn,ax} = 0(dK)bl

В случае установки двух противоположно расположенньк шпонок вводят поправочный коэффициент 0,75.

Сегментная шпонка (рис. 1б). Выступающую часть шпонки проверяют на смятие, а сечение С-С - на срез. Условие прочности выступающей части шпонки на см5ггие:

Условие прочности сечения С - С на срез:

где / = 0,95/?.

Торцовая шпонка (рис. 17). Это призматическая шпонка, поставленная в плоскость стыка, например, при фланцевом соединении концов двух валов.

Узкая грань шпонки подвергается смятию; продольное сечение шпонки, плоскость которого совпадает с плоскостью стыка валов, испытывает напряжение среза (сдвига).

Условие прочности на смятие:

Цилиндрическая шпонка (рис. 18). Диаметральное сечение проверяют на срез, боковую поверхность - на смятие.

Рис. 16

Условие прочности диаметрального сечения на срез:

Т = 0,51/[тср

Условие прочности боковой поверхности на смятие:

Т 0,2rfrfi/

Допускаемые напряжения на смятие ддя шпонки обусловливаются режимами работы шпоночного соединения. При спокойном

режиме принимают

до 150,0 МПа.

Широко распространены в общем ма-

шиностроении значения

=б0-ь90 МПа

при неподвижных шпонках для сопрягаемых элементов из чугунного литья, стального литья и стали.

В машиностроении также принимают а:(0,3-0,5)стт для неподвижных со-

единении и

Ц0,1-г0,2)стт для подвиж-

ных соединений, где ст - предел текучести материала шпонки.

Для определения допускаемого вращающего момента по заданным параметрам или для определения параметров по заданному вращающему моменту в неподвижных соединениях с призматическими шпонками можно пользоваться и номофаммой (рис. 19).

Расчетная формула к номограмме

(Г] = 0,25/?Л/[стсм],

где D - диаметр вала; Л - высота шпонки;

- допус-

/ - рабочая длина шпонки;

каемое напряжение смятия менее твердой детали соединения.

Допускаемые напряжения

смятия

= 150 МПа для поверхности с твердостью <240 НВ;

=250 МПа для поверхности с

твердостью 270...300 НВ.

и, ММ 195-Г Ш 175--tso

165 155

130 115 Л

100 95

88 82

150 \-Й5 -135 1Z5

-120 -110

-105 -98 92 -90

75 А 70

62-58-

52\ Ч-6

40-36-3th-

78 72 68 65

55 50

Ч-8 f5

38 35 32

-30 -28 -25

- Z4

- 22

\-го

100000

150000- Чг

г - воооо

100000 60000

бОООоЩ:

toooo

60000- Е - i- 30000

moo- г

30000W : -1 Ъ 15000

20000 Е

- - 10000

10000 8000

I 6000 ч

то

Щг- 2000 t 3000- =

-1 Е-1500

g 2000 1500

8000 6000

Щ-3000

1000 800

1000 600 800

Жзоо ш

1,мм 500

ъзоо

Ъ150

200 150

200-= -100

Если в соединении г шпонки J

iro [TJ следует увеличить 8 1,5 раза

-200

70 60

50 40

Рис. 19. Номограмма для определения параметров пшоночного соединения

ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРЯМОБОЧНЫЕ СОВДИНЕНИЯ (по ГОСТ 1139-80 в ред. 1991 г.)

Стандарт распространяется на пря-мобочные шлицевые соединения общего назначения, имеющие зубья вала, рас-гюложенные параллельно продольной

оси соединения, и с боковыми сторонами профиля, параллельными оси симметрии шлица вне окружности диаметра.