Дано: М = 350 Н·м; d = 30 мм. Шпоночное соединение предназначено для реверсивной передачи.

Дано: М = 350 Н·м; d = 30 мм. Шпоночное соединение предназначено для реверсивной передачи. Материал ступицы - сталь Ст.3. Материал шпонки задать самостоятельно. Требуется: Подобрать по ГОСТу поперечные размеры призматической шпонки.

Рисунок 2. Шпоночное соединение (шпонки призматические)
Основным критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность. Шпонки выбирают по таблицам ГОСТов в зависимости от диаметра вала, а затем соединения проверяют на прочность. Размеры шпонок и пазов в ГОСТах подобраны так, что прочность их на срез и изгиб обеспечивается, если выполняется условие прочности на смятие, поэтому основной расчет шпоночных соединений — расчет на смятие, который производится по формуле:
σсм = 2М/[d·(0,94h - t1)·lp] ≤ [σсм].
По ГОСТ 23360 - 78 для диапазона диаметров d = 22…30 мм, принимаем следующие размеры шпонки и пазов: b = 8 мм; h = 7 мм; t1= 4мм; t2= 3,3мм.
Стандартные шпонки изготовляют из специального сортамента среднеуглеродистой чистотянутой стали с σв ≥600 МПа чаще всего из сталей 45, Ст6., для которых предел текучести больше чем для материала ступицы - стали Ст.3

. Поэтому в качестве [σсм], принимаем напряжение для стали Ст.3.
Для стали Ст.3 предел текучести σТ = 240 МПа. Допускаемое напряжение:
[σсм] = σТ/[s], где [s] = 1,5…2,0 - допускаемый коэффициент запаса прочности.
Принимаем [s] = 1,6, тогда: [σсм] = 240/1,6 = 150 МПа (H/мм2)