Разновидности шлицевых соединений



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Разновидности шлицевых соединений



Шлицевые соединения различают:

по характеру соединения — неподвижныедля закрепления детали на валу (рис. 8.1); подвижные,допускающие перемещение вдоль вала (например, блока шестерен коробки передач, см. рис. 8.3);

Рис. 8.2. Эвольвентное (а) и треугольное (б) шлицевые соединения

по форме зубьев — прямобочные (рис. 8.1), эвольвентные (рис. 8.2, а), треугольные (рис. 8.2, б);

по способу центрирования (обеспечения совпадения геометрических осей) ступицы относительно вала — с центрированием по наружному диаметру D (см. рис. 8.1, а), по внутреннему диаметру d (см. рис. 8.1, б) и по боковым поверхностям зубьев (рис. 8.1, в и 8.2). Зазор в контакте центрирующих поверхностей практически отсутствует, нецентрирую-щих — значительный.

Соединения с прямобочным профилем зубьев(см. рис. 8.1). Применяют в неподвижных и подвижных соединениях; имеют постоянную толщи­ну зубьев, выполняют с различными способами центрирования.

В соединениях, требующих высокой соосности вала и ступицы (соеди­нение зубчатого или червячного колеса с валом), применяют центриро­вание по одному из диаметров. Наиболее технологично центрирование по наружному диаметру, которое рекомендуют при твердости внутренней поверхности ступицы до 350 НВ. Калибровку центрирующих поверхно­стей ступицы выполняют протягиванием, а вала — шлифованием.

Центрирование по внутреннему диаметру рекомендуют при высокой твердости материала ступицы (свыше 350 НВ), когда калибровка отверстия протяжкой невозможна. В этом случае центрирующие по­верхности ступицы и вала доводят шлифованием.

Центрирование по боковым поверхностям не обеспечивает соосности вала и ступицы, но более равномерно распределяет нагрузку между зубьями. Рекомендуют для передачи больших переменных и ударных на­грузок (карданные валы автомобилей, см. рис. 30.7, и др.).

Стандарт предусматривает три серии соединений с прямобоч­ным профилем зубьев: легкую, среднюю и тяжелую (табл. 8.1), которые различаются высотой и числом зубьев z-

Тяжелая серия имеет более высокие зубья с большим числом их. Рекомендуется для передачи больших вращающих моментов.

Соединения с эвольвентным профилем зубьев(см. рис. 8.2, а). Применяют в неподвижных и подвижных соединениях. Боковая поверхность зуба очерчена по эвольвенте (как профиль зубьев зубчатых колес, см. § 11.2). К основанию зуб утолщается. Геометрические параметры соединения рассчитывают по модулю т. Соединения стандартизованы (табл. 8.2).

Их выполняют с центрированием по боковым поверхностям зубьев (рис. 8.2, а), реже — по наружному диаметру.

 

Таблица 8.1. Соединения шлицевые прямобочные (выборка)

Размеры, мм (см. рис. 8.1);z—число зубьев

 

Серия Номинальный размер z-d-D b f Wи мм3 WK, мм3 А, мм2
Легкая 8 х 36 х 40 0,4 5 100 10 200 ИЗО
  8 х 42 х 46 0,4 8 000 16 000
  8 х 46 х 50 0,4 10 450 20 900
Средняя 8 х 36 х 42 0,4 5 750 11 500
  8 х 42 х 48 0,4 8 825 17 650
  8 х 46 х 54 0,5 11 500 23 000
Тяжелая 10 х 36 х 45 0,4 5 700 11 400
  10 х 42 х 52 0,4 8 200 16 400
  10 х 46 х 56 0,5 11 300 23 800

Примечание. Wи и Wк - моменты сопротивления поперечного сечения соответственно при изгибе и кручении; А — площадь поперечного сечения.

Таблица 8.2. Соединения шлицевые эвольвентные (выборка)Размеры, мм (см. рис. 8.2); z — число зубьев

 

D т z Wи мм3 WK, мм3 А, мм2
1,25 5 389 10 780
2,00 4 921 9 841
1,25 7 804
1,25 10 850 21 700
2,00 10 100 20 210

Примечание. Wии Wк — моменты сопротивления поперечного сечения соответственно при изгибе и кручении; А — площадь поперечного сечения.

бочными зубьями характеризуются большей нагрузочной способностью вследствие большей площади контакта, большого количества зубьев и их повышенной прочности. Эти соединения позволяют применять типовые процессы зубообработки (см. § 11.7). Применяют для передачи больших вращающих моментов. Считаются перспективными.

Соединения с треугольным профилем зубьев(см. рис. 8.2, б). Применяют в неподвижных соединениях. Имеют большое число мелких зубьев. Выполня­ют с центрированием по боковым поверхностям, точность центрирования невысокая. Не стандартизованы. Рекомендуются для передачи небольших вращающих моментов тонкостенными ступицами, пустотелыми валами, а также в соединениях стальных валов со ступицами из легких сплавов.

Шлицевые валы и ступицы изготовляютиз среднеуглеродистых и ле­гированных сталей с σв > 500 Н/мм2.

Расчет шлицевых соединений

Основным критерием работоспособности шлицевых соединений явля­ется сопротивление рабочих поверхностей смятию и изнашиванию. Изна­шивание боковых поверхностей зубьев (фреттинг-коррозия, см. § 1.7) обусловлено микроперемещениями деталей соединения вследствие

пругих деформаций при действии радиальной нагрузки и вращающе­го момента или несовпадения осей вращения (из-за зазоров, погреш­ностей изготовления и монтажа).

Параметры соединения выбирают по таблицам стандарта в зависи­мости от диаметра вала, а затем проводят расчет по критериям рабо­тоспособности.

Смятие и изнашивание рабочих поверхностей связаны с действу­ющими на контактирующих поверхностях напряжениями σсм.


Упрощенный (приближенный) расчетоснован на ограничении на­пряжений смятия допускаемыми значениями [σ]см, назначаемыми на основе опыта эксплуатации подобных конструкций:


(8.1)

где Т— расчетный вращающий момент (наибольший из длительно действующих моментов при переменном режиме нагружения), Нм; К3 — коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями (зависит от точности изготовления и условий работы), К3 = 1,1...1,5; dcpсредний диаметр соединения, мм; z —число зубьев; h —рабочая высота зубьев, мм; lр — рабочая длина соединения, мм; [σ]см допускаемое напряжение смятия, Н/мм2. Для соединений с прямобочными зубьями

где f— фаска зуба.

Для соединений с эвольвентными зубьями

Для соединений с треугольными зубьями

В табл. 8.3 приведены значения [σ]см для изделий общего машино­строения и подъемно-транспортных устройств, рассчитанных на дли­тельный срок службы.

Таблица 8.3. Допускаемые напряжения смятия [σ]см для расчета шлицевых соединений

 

Тип соединения Условия эксплуатации |σ|см, Н/мм2
    <350 НВ >40 HRC
Неподвижное     Подвижное без нагрузки (блок шестерен коробки передач, см. рис. 8.3) а б в а б в 35...50 60...100 80... 120 15...20 20...30 25...40 40...70 100...140 120...200 20...35 30...60 40...70

Продолжение табл. 8.3

 

Тип соединения Условия эксплуатации |σ|см, Н/мм2
    < 350 НВ >40 HRC
Подвижное под нагрузкой (шпиндели сверлильных станков, соединение карданного вала) а б в 3...10 5...15 10...20

Примечания: 1. а — тяжелые условия эксплуатации — нагрузка знакопеременная с ударами; виб­рации большой частоты и амплитуды; плохие условия смазывания; невысокая точность изготовления; б — условия эксплуатации средние; в — условия эксплуатации хорошие.

2. Большие значения—для легких режимов нагрузки.

Если расчетное напряжение σсм превышает допускаемое более чем на 5 %, то увеличивают длину ступицы, изменяют размеры, термооб­работку или принимают другой вид соединения и повторяют прове­рочный расчет.

При проектировочном расчетешлицевых соединений после выбора размеров сечения зубьев по стандарту (см. табл. 8.1 и 8.2) определяют длину зубьев lр [формула (8.1)].

Если получается, что lp>l,5d, то изменяют размеры, термообра­ботку или принимают другой вид соединения.

Длину ступицы принимают lст = lр + 4...6 мм и более в зависимости от конструкции соединения.

Расчет шлицевого соединения ведут в последовательности, изло­женной в решении примера 8.1.

Уточненный расчетна смятие и износ разработан для прямобочных шлицевых соединений (см. ГОСТ). В расчете учитываются характер на-гружения, конструктивные особенности соединения, требуемый ре­сурс и др. (см. [5]).

 

Рекомендации по конструированию шлицевых соединений

1. Для подвижных соединений рекомендуется рабочую длину ступи­цы принимать не меньше диаметра вала, т. е. lp>d (размеры см. на рис. 8.1). При коротких ступицах (lp<d) возможно защемление от перекоса при перемещении вдоль вала.


2. В длинных ступицах (lCT>l,5d) необходима расточка отверстия для выхода стружки при протягивании (см. рис. 8.3).


А -А


Рис. 8.3. Передвижной блок шестерен

3. Для облегчения входа протяжки и сборки соединения в отвер­стии выполняют заходные фаски (см. рис. 8.3).

4. В соединениях, воспринимающих радиальные нагрузки (зубчатые и червячные колеса, звездочки, шкивы), зубья соединения желательно располагать симметрично относительно венцов.

5. Для уменьшения изнашивания следует уменьшать зазоры в со­единении, повышать точность изготовления и твердость рабочих по­верхностей.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение шлицевых соединений? Их разновидности. Какие шлииевые соединения стандартизованы?

2. Какими достоинствами обладают шлицевые соединения по сравнению со шпоноч­ными?

3. Какие применяют способы центрирования шлицевых прямобочных и эвольвент-ных соединений? Чем обусловлен выбор способа центрирования?

4. Каковы основные критерии работоспособности шлицевых соединений? Как опре­деляют размеры шлицевых соединений?




Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.239.58.199 (0.012 с.)