Ненапряженные шпоночные соединения.

Ненапряженные шпоночные соединения получают при применении призматических и сегментных шпонок. При сборке таких соединений не возникает предварительных напряжений.

Соединения призматическими шпонками (ГОСТ 23360-78) имеют наибольшее распространение, см. рис. 6.2. Шпонку запрессовывают в паз вала (так называемая врезная шпонка). Рабочими поверхностями призматических шпонок являются узкие боковые грани. Для упрощения сборки между шпонкой и ступицей предусмотрен радиальный зазор. Призматические шпонки не удерживают детали от осевого смещения вдоль вала. Для фиксации деталей (колес, шкивов и т.д.) от осевого смещения применяют распорные втулки, проектируют дополнительные ступени вала и т.д.

По форме торцов различают шпонки трех исполнений: со скругленными торцами (А), с плоскими торцами (В), с одним плоским, а другим скругленным торцом (С), см. рис. 6.4.

Достоинства соединений призматическими шпонками:

- простота конструкции и низкая стоимость.

Недостатки соединений призматическими шпонками:

- низкая взаимозаменяемость (необходима ручная подгонка или подбор шпонки по пазу);

- малонадежны при действии ударных, реверсивных и циклических нагрузок.

Ширину и высоту призматических шпонок выбирают в зависимости от посадочного диаметра соединения (диаметра вала). Глубина врезания шпонки в ступицу (в приближенных расчетах) .

Соединения сегментными шпонками (ГОСТ 24071-80) являются разновидностью соединений призматическими шпонками (рис. 6.3). Сегментные шпонки, так же как и призматические, работают боковыми гранями.

Рис.6.4. Типы призматических шпонок.

Достоинства соединений сегментными шпонками:

- простота конструкции, взаимозаменяемость и технологичность (шпонки и пазы для них просты в изготовлении, удобны при монтаже и демонтаже);

- глубокая посадка шпонки предохраняет ее от выворачивания под нагрузкой.

Недостатки соединений сегментными шпонками:

- глубокий паз под шпонку значительно ослабляет вал (поэтому сегментные шпонки применяют для передачи небольших вращающих моментов).

Сегментные шпонки характеризуются шириной и диаметром заготовки . Высота шпонки , длина и расчетная длина .

Рис. 6.5. Шпоночные пазы в валу: закрытый (а) и открытый (б).