Шпоночные соединения

Служат для передачи крутящего момента от вала к ступице или наоборот.
Наибольшее распространение получили ненапряженные шпоночные соединения, в которых окружное усилие воспринимается боковыми поверхностями шпонок

Призматические и сегментные шпонки стандартизованы и подбираются по таблицам ГОСТ в зависимости от диаметра вала. Длина шпонок рассчитывается. Материал шпонок — Сталь 45, Сталь 50, для призматических шпонок — чистотянутая по профилю. Как правило, применяют лишь одну шпонку вследствие трудности пригонки нескольких (не более двух)

Расчет ненапряженных шпоночных соединений

Для упрощения расчета предполагается равномерная эпюра распределения нагрузок на боковую поверхность шпонки (хотя в действительности она неравномерна).
Шпонки рассчитываются на смятие и срез от действующего по диаметру вала окружного усилия

где h,  b, l — высота, ширина и длина шпонки;

[σ]_см, [τ] — допускаемые напряжения смятия и среза

Длина шпонки выбирается по более опасному напряженному состоянию

Соединения шпоночные с призматическими шпонками по ГОСТ 23360

Основные размеры шпонок и сечений пазов

Диаметр вала d, мм	Ширина шпонки b	Высота шпонки h	Радиус закругления или фаска Sх45°	Глубина паза вала t1	Глубина паза ступицы t2
св. 12 до 17	5	5	0,16 — 0,25	3,0	2,3
св. 17 до 22	6	6	0,16 — 0,25	3,5	2,8
св. 22 до 30	8	7	0,16 — 0,25	4,0	3,3
св. 30 до 38	10	8	0,25 — 0,4	5,0	3,3
св. 38 до 44	12	8	0,25 — 0,4	5,0	3,3
св. 44 до 50	14	9	0,25 — 0,4	5,5	3,8
св. 50 до 58	16	10	0,25 — 0,4	6,0	4,3
св. 58 до 65	18	11	0,25 — 0,4	7,0	4,4
св.65 до 75	20	12	0,4 — 0,6	7,5	4,9
св. 75 до 85	22	14	0,4 — 0,6	9,0	5,4
св. 85 до 95	25	14	0,4 — 0,6	9,0	5,4
св. 95 до 110	28	16	0,4 — 0,6	10,0	6,4
св. 119 до 130	32	18	0,4 — 0,6	11,0	7,4

Ряд длин шпонок: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280

Пример условного обозначения шпонки исполнения 1 по ГОСТ 23360-78 b = 18мм, h = 11мм, l = 70мм:
Шпонка 18×11×70 ГОСТ 23360-78
То же, исполнение 2:
Шпонка 2-18×11×70 ГОСТ 23360-78

Соединения шпоночные с сегментными шпонками по ГОСТ 24071

Диаметр вала d, мм	Сечение шпонки bxhxD	Длина шпонки l	Глубина паза вала t1	Глубина паза ступицы t2	r или Sх45°	r1 или S1х45°
св. 12 до 14	4х6; 5х16	15,7	5,0	1,8	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св.14 до 16	4х7; 5х19	18,6	6,0	1,8	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 16 до 18	5х6; 5х16	15,7	4,5	2,3	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 18 до 20	5х7; 5х19	18,6	5,5	2,3	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 20 до 22	5х9х22	21,6	7,0	2,3	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 22 до 25	6х9х22	21,6	6,5	2,8	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 25 до 28	6х10х25	24,6	7,5	2,8	0,25 — 0,4	0,16 — 0,25
св. 28 до 32	8х11х28	27,3	8,0	3,3	0,4 — 0,6	0,25 — 0,4
св. 32 до 38	10х13х32	31,4	10,0	3,3	0,4 — 0,6	0,25 — 0,4
св. 38 до 44	12х19х65	59,1	16,0	3,3	0,4 — 0,6	0,25 — 0,4

Пример условного обозначения шпонки исполнения 1 по ГОСТ 24071-80 сечением b × h = 5 × 6,5 мм :
Шпонка 5×6,5 ГОСТ 24071-80
То же, исполнения 2 сечением b х h₁ = 5 х 5,2 мм
Шпонка 2-5×5,2 ГОСТ 24071-80