Соединения типа "вал - ступица": Профильные соединения. Штифтовые соединения.
Общие сведения. Профильными называют соединения, в которых ступица (втулка) насаживается на фасонную поверхность вала и таким образом обеспечивается жесткое фиксирование деталей в окружном направлении и передача вращения.
Профильные соединения рассчитывают на смятие. Условие прочности по допускаемым напряжениям для соединения:
(6.11)
где l – длина соединения, обычно l = (1-2)d; b – ширина
прямолинейной части грани; ![clip_image488[3]](/images/stories/clip_image4883_thumb_1.gif "clip_image488[3]"){kind=small}
– допускаемое напряжение смятия, для термообработанных поверхностей ![clip_image488[4]](/images/stories/clip_image4884_thumb_1.gif "clip_image488[4]"){kind=small}
= 100-140 МПа.
Штифтовые соединения
Штифтовые соединения применяют при небольших нагрузках преимущественно в приборостроении.
Основные типы штифтов стандартизованы. Их изготовляют из углеродистых сталей 30, 45, 50 и др.
Штифтовое соединение работает на срез и смятие. Для расчета соединения используют те же зависимости. Условие прочности при срезе радиального штифта;
(6.12)
а условие прочности по смятию:
(6.13)
где Ft
– срезающая сила (осевая или окружная); i – число поверхностей среза; 
– площадь штифта при срезе; 
– площадь поверхности смятия (сжатия); 
= 70-80 МПа – допускаемое напряжение при срезе; ![clip_image488[5]](/images/stories/clip_image4885_thumb_1.gif "clip_image488[5]"){kind=small}
= 200-300 МПа – допускаемое напряжение при смятии.
Срезающая сила при передаче вращающего момента 
Рис. 6.16. Схемы к расчету соединений радиальным (а) и осевым
(б) штифтами: d – диаметр штифта; d1 – диаметр вала.
Осевые штифты (круглые шпонки) применяют в машиностроении для передачи вращающего момента в неразъемных соединениях. Штифты диаметром d = (0.1-0.15)dв и длиной l = (3-4)dв (dв – диаметр вала) устанавливают по посадке с натягом Н7/r6 в отверстия, совместно просверленные и развернутые при оборке в валу и ступице по стыку посадочных поверхностей (рис. 6.16 б). Материалы детали и вала должны иметь примерно одинаковую твердость для исключения увода сверла в сторону менее твердого материала.
Число штифтов для передачи заданного вращающего момента
Многоштифтовые соединения этого типа по прочности близки к шлицевым.