Материал шпонок

Стандартные шпонки изготовляют из конструкционной углеродистой стали с пределом прочности не менее 500 МПа. Чаще всего применяют стали марок Ст6; 45; 50; 60. Значение допускаемых напряжений смятия зависит от режима работы, прочности материалов вала и ступицы, типа посадки ступицы на вал - в пределах [ _см] = 60…150 МПа (меньшие значения для чугунных ступиц и при неравномерной и ударной нагрузке, большие – для стальных ступиц).

Условное обозначение

В условном обозначении призматической шпонки указывают номер исполнения (кроме исполнения 1), размеры поперечного сечения bхh, длину шпонки l и номер стандарта. Призматическая шпонка исполнения 1 (скругленная с двух сторон) и размерами b = 8 мм, h = 7 мм, l = 18 мм: Шпонка 8х7х18 ГОСТ 23360-78.

Шлицевые соединения

О бразуются выступами на валу, входящими в сопряжённые пазы ступицы колеса (рис.12). Как по внешнему виду, так и по динамическим условиям работы шлицы можно считать многошпоночными соединениями. Некоторые авторы называют их зубчатыми соединениями.

Рис.12. Шлицевое соединение

В основном используются прямобочные шлицы (рис.13,а), реже встречаются эвольвентные (роис.13,б) ГОСТ 6033-57 и треугольные ((рис.13,в) профили шлицов.

а б в

Рис.13. Профили шлицов

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;

• требуют специального оборудования для изготовления отверстий.

Способы центрирования прямобочных шлицевых соединений
Способ центрирования	Краткая характеристика
	По наружному диаметру Самый простой и дешевый способ центрирования. Вал фрезеруют и шлифуют по наружному диаметру, втулку протягивают. Применяется при отсутствии термообработки поверхности отверстия втулки или при ее термическом улучшении (НВ 280-300)
	По внутреннему диаметру Самый точный и дорогой способ центрирования. Вал фрезеруют и продольно шлифуют по внутреннему диаметру и боковым поверхностям шлицев, втулку протягивают и шлифуют по внутреннему диаметру. Применяется при закаленных втулке и вале
	По боковым сторонам Наиболее равномерное распределение нагрузки между шлицами; точность центрирования невысока. Вал фрезеруют и продольно шлифуют по боковым поверхностям шлицев, втулку протягивают. Применяется для тяжелонагруженных соединений при термически улучшенной поверхности отверстия втулки (НВ 280-300)

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) _см. Это позволяет рассчитывать шлицы по обобщённому критерию одновременно на смятие и контактный износ. Допускаемые напряжения []_см назначают на основе опыта эксплуатации подобных конструкций.

Для расчёта учитывается неравномерность распределения нагрузки по зубьям

, (14)

где – 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 (а также обозначения полей допусков по центрирующему диаметру и по боковым сторонам зубьев). Например, D 8 x 36 H7/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.