BL2.ru

Расчёт шпоночного соединения онлайн: подбор шпонки по ГОСТ 23360-78 и проверка на смятие

Введите диаметр вала, передаваемый момент и длину ступицы — калькулятор подберёт призматическую шпонку по ГОСТ 23360-78, рассчитает нужную длину и проверит соединение на смятие и срез. Если одна шпонка не помещается в ступицу — предложит две.

Шпонка исполнения 1 (скруглённые торцы), рабочая длина l_p = l − b. Длину шпонки берут на 5…10 мм короче ступицы из стандартного ряда. Поле «l шпонки» — для проверки уже выбранной шпонки.
Рассчитать

Как рассчитывают шпоночное соединение

Сечение призматической шпонки b×h и глубины пазов t₁ (вал) и t₂ (ступица) не рассчитывают, а берут по ГОСТ 23360-78 в зависимости от диаметра вала. Расчётом определяют только длину — из условия прочности на смятие боковых граней.

  1. Окружная сила на поверхности вала: F_t = 2T·10³ / d.
  2. Площадь смятия: A_см = (0,94h − t₁)·l_p, где l_p = l − b для шпонки со скруглёнными торцами.
  3. Условие: σ_см = F_t / A_см ≤ [σ]_см. Для стальной ступицы при спокойной нагрузке [σ]см = 110…190 Н/мм², при колебаниях — на 20…25 % меньше, при ударах — на 40…50 %, для чугунной ступицы — вдвое меньше.
  4. Длину берут из стандартного ряда (…, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80…) на 5…10 мм короче ступицы.

Проверка на срез τ = F_t / (b·l_p) для стандартных шпонок обычно не определяющая, но калькулятор показывает и её.

Таблица шпонок ГОСТ 23360-78 (фрагмент)

d вала, ммb×ht₁t₂
22…308×743,3
30…3810×853,3
38…4412×853,3
44…5014×95,53,8
50…5816×1064,3
58…6518×1174,4
65…7520×127,54,9

Пример

d = 45 мм, T = 400 Н·м, ступица 70 мм: шпонка 14×9, F_t = 17 778 Н, l_p ≥ 40 мм → l = 56 мм, σсм = 143 Н/мм² ≤ 150. Обозначение: «Шпонка 14×9×56 ГОСТ 23360-78».

Частые вопросы

Как подобрать шпонку по диаметру вала?
Сечение b×h и глубины пазов берут из таблицы ГОСТ 23360-78 по диаметру вала, например для d = 45 мм — 14×9. Длину рассчитывают на смятие и округляют до стандартной.
Как проверить шпонку на смятие?
σсм = 2T·10³ / (d·(0,94h − t₁)·(l − b)) ≤ [σ]см. Для стальной ступицы [σ]см = 110…190 Н/мм².
Что делать, если шпонка не проходит по смятию?
Увеличить длину ступицы и шпонки, поставить две шпонки под 180° или перейти на шлицевое соединение.
Почему длина шпонки меньше ступицы?
Шпонку делают на 5…10 мм короче ступицы, чтобы она не выступала и колесо надёжно фиксировалось на валу.
Как обозначить шпонку на чертеже?
«Шпонка b×h×l ГОСТ 23360-78», например «Шпонка 14×9×56 ГОСТ 23360-78». Для исполнения 2 или 3 перед размерами ставят «2-» или «3-».