Połączenia wielowypustowe
Połączenie wielowypustowe służy do połączenia piasty z wałem i zabezpieczenia przed względnym obrotem spowodowanym momentem skręcającym. Elementem przenoszącym moment jest wielowypust nacięty na wale. W porównaniu z połączenia wpustowymi, połączenia wielowypustowe mogą być bardziej obciążone, umożliwiają one również centrowanie łączonych elementów, są jednak droższe w wykonaniu.
Połączenia wielowypustowe mogą być połączeniami spoczynkowymi, jednak są też często stosowane jako połączenia ruchowe (przemieszczanie się piasty koła wzdłuż czopa wału).
Zarys wrębów wałka wielowypustowego z równoległymi powierzchniami bocznymi zależny jest od powierzchni centrujących i technologii wykonania wpustów. Wałki centrowane na średnicy zewnętrznej lub na szerokości wypustów nie posiadają wcięć w rogach wrębów i ich kształt jest zbliżony do prezentowanego na powyższym rysunku. Wcięcia w rogach wrębów, umożliwiające szlifowanie rdzenia występują w wałkach centrowanych na średnicy wewnętrznej wielowypustu.
Centrowanie na powierzchniach stosowane jest w mniej dokładnych połączeniach ruchowych i/lub na nieutwardzonych powierzchniach.
Centrowanie na powierzchniach bocznych wielowypustu stosowane jest w przypadku zmiennych wartości i kierunków momentów obrotowych.
W przypadku połączeń o utwardzonych powierzchniach stosowane jest centrowanie na wewnętrznej powierzchni wielowypustu.
Najczęściej spotykane są połączenia wielowypustowe o zarysie:
- prostokątnym
- ewolwentowym, stosowanym przy zmiennych wartościach momentów obrotowych
- trójkątnym
Etapy projektowania połączenia wielowypustowego:
1. Dobor materialu.
2. Obliczenie długości połączenia wielowypustowego z warunku na naciski powierzchniowe. Znormalizowane połączenia wielowypustowe maja tak dobrane wymiary, alby ten warunek był bardziej restrykcyjny od warunku wytrzymałościowego na ścinanie.
gdzie:
P – siła działająca na połączenie w [N],
z – liczba wypustów,
l – długość połączenia wielowypustowego w [m],
φ – współczynnik określający niedokładność wykonania połączenia. Najczęściej zakłada się, że 75% wypustów bierze udział w przenoszeniu obciążenia, stąd φ = 0,75
kd – wartości naprężeń dopuszczalnych na naciski powierzchniowe takie jak w połączeniu wpustowym w [Pa]
stąd:
Chomal