Соединения шпоночные

с применением специальных закладных деталей шпонок.

Достоинства:
1) простота и надёжность конструкции;
2) лёгкость сборки и разборки;
3) простота изготовления и низкая стоимость.
Недостатки:
1) ослабление сечений вала и ступицы шпоночным пазом;
2) высокая концентрация напряжений в углах шпоночного паза;
3) для большинства соединений децентровка (смещение оси ступицы относительно оси вала) на половину диаметрального зазора.

в которых напряжения создаются при сборке и существуют независимо от наличия рабочей нагрузки (все напряжённые соединения являются неподвижными)
ненапряжённые – в которых напряжения возникают только при воздействии рабочей нагрузки

по виду применяемых шпонок:
с призматической шпонкой, неподвижные или подвижные;
с сегментной шпонкой;
с цилиндрической шпонкой;
с клиновой шпонкой, соединение напряжённое;
с тангенциальной шпонкой, соединение напряжённое;

шпонка; б) скользящая шпонка.

Виды призматических шпонок:
закладные;
направляющие;
скользящие.

Материал шпонок:
нормальных – стали машиностроительные 40; 45; 50; 55;
ответственных – легированные стали, например, 40Х, 40ХН, 25ХГС, и др.

где d - диаметр вала;
отношение высоты шпонки к её ширине h/b = 1:1…1:2
глубина шпоночного паза на валу t1=0,6⋅h
глубина паза ступицы t2=0,5⋅h
радиальный зазор между дном паза ступицы и верхней гранью шпонки с=0,1⋅h
высота шпонки h = ( t1 + t2 ) - c

Размеры призматических шпонок

Размеры сечения призматических шпонок стандартизованы для различных диаметров валов. :

Ориентировочные размеры шпоночного соединения призматической шпонкой

значительно ослабляет поперечное сечение вала.

Ориентировочные размеры шпоночного соединения сегментной шпонкой

Ширина шпонки, шпоночных пазов вала и ступицы - b ≈ (0,2…0,3)⋅d
диаметр вала d
глубина шпоночного паза на валу t1
глубина паза ступицы t2
высота шпонки h ≈ 0,4 d1
длина шпонки l ≈ d1
диаметр шпонки d1

соединений является прочность.

Т – вращающий момент
h – высота шпонки
t1 – глубина паза на валу
b – ширина шпонки
lp – рабочая длина шпонки
lp= l для шпонки с плоскими торцами
lp= l – b для шпонки со скруглениями
l – полная длина шпонки

Расчет шпонки на срез (сегментной):

Допустимое напряжение смятия при стальной ступице:

Допустимое напряжение среза:

Призматические и сегментные шпонки рассчитываются одинаково.