Клеммовые соединения

Клеммовые соединения – фрикционные соединения, образованные на цилиндрической поверхности.

Они предназначены для передачи крутящего момента и осевой силы.

По конструктивным признакам различают два основных типа клеммовых соединений: со ступицей, имеющей прорезь (рис. 1.2, а) и с разъемной ступицей (рис. 1.2, б).

а)	б)

Рис. 1.2. Клеммовые соединения:

а – со ступицей, имеющей прорезь; б – с разъемной ступицей

Разъемная ступица несколько увеличивает массу и стоимость соединения, но при этом становится возможным устанавливать клемму в любой части вала независимо от формы соседних участков и других, расположенных на валу деталей.

Достоинства:

– простота монтажа и демонтажа;

– возможность перестановки и регулировки взаимного положения деталей (вала и клеммы) как в осевом, так и окружном направлениях.

Недостатки:

– малая несущая способность;

– нестабильность коэффициента трения и рассеяние нагрузочной способности.

Шпоночные соединения

Шпоночные соединения – соединения охватывающей и охватываемой деталей для передачи крутящего момента с помощью шпонки (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Шпоночное соединение:

1 – вал; 2 – втулка; 3 – шпонка

Шпоночные соединения подразделяют на: ненапряженные, осуществляемые призматическими или сегментными шпонками, и напряженные, осуществляемые клиновыми шпонками.

Достоинства:

– простота конструкции;

– легкость монтажа и демонтажа;

– низкая стоимость.

Недостатки:

– шпоночные пазы ослабляют прочность вала и ступицы;

– концентрация напряжений, возникающих в зоне шпоночного паза, снижает сопротивление усталости.

Шпоночное соединение рассчитывается на срез и на смятие, расчетная схема которого представлена на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Расчетная схема шпоночного соединения

Крутящий момент, передаваемый шпоночным соединением, определяется как произведение силы на плечо

,

(1.2)

где d – диаметр вала.

Формула для определения напряжения на срез примет вид

,

(1.3)

где в – ширина шпонки;

l – длина шпонки;

[τ_ср] – допускаемое напряжение на срез.

Напряжение на смятие определяется формулой

,

(1.4)

где h – высота шпонки;

[σ_см] – допускаемое напряжение на смятие.

Штифтовые соединения

Штифтовые соединения – соединения деталей, осуществляемые посредством плотной посадки штифта в соединяемые детали (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Штифтовое соединение:

1 – вал; 2 – втулка; 3 – штифт

Различают три способа установки штифтов: в осевом, радиальном и тангенциальном направлениях.

Достоинства:

– простота конструкции;

– простота монтажа-демонтажа;

– точное центрирование деталей благодаря посадке с натягом;

– работа в роли предохранителя, особенно при креплении колёс к валу.

Недостатки:

– значительное ослабление вала отверстием под штифт;

– необходимость точной обработки отверстия под штифт во избежание изгиба штифта или его выпадения.