Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
V
ШЛИЦЕВОЕ (ЗУБЧАТОЕ) СОЕДИНЕНИЕ
77
и на смятие узкой грани (площадь смятия F * ) п0 уравнению
(27)
4M ...
В подавляющем большинстве случаев решающее значение имеет проверка на смятие, поэтому обычно только ей и ограничиваются.
Если по расчету окажется, что необходимо поставить две призматические шпонки, то их обычно располагают под углом 180° друг к другу.
Пример 10. Для приводного вала диаметром d = 100 мм подобрать клиновую врезную шпонку и проверить пригодность ее расчетом на смятие.
Решение.
1. По табл. 8 для вала диаметром d = 100 мм размеры сечения шпонки b = 2,8 см, h = 1,6 см, длину ее принимаем I = 1,5с?= 15 см.
2. Наибольший момент [M], который может передать вал, найдем из расчета на кручение, приняв допускаемое напряжение Ix]n = 250 кГ/см2, получим
[M] = [x]K0,2d3 = 250 • 0,2 • 103 = 50 0 00 кГсм.
3. Напряжение смятия найдем по уравнению (25а):
_ 2М
G см —
ы
Принимая / = 0,15, получаем
что допустимо.
2 ¦ 50 000
2,8 • 15 (j? + 0,15 • ю)
= 1220 кГ/см2,
§ 19. ШЛИЦЕВОЕ (ЗУБЧАТОЕ) СОЕДИНЕНИЕ
За последнее время в некоторых отраслях машиностроения (станкостроение, авто- и тракторостроение) получил большое распространение другой способ соединения вращающихся деталей с валом — шлицевое (зубчатое) соединение. На валу и в ступице закрепляемой детали фрезеруются неглубокие канавки, профиль которых подбирается так, чтобы можно было деталь посадить на вал перемещением ее вдоль оси (фиг. 63).
Такое соединение детали с валом имеет ряд преимуществ по сравнению со шпоночным:
1) прочность вала уменьшается незначительно;
Фиг. 63.
78
ШПОНОЧНЫЕ, ШЛИЦЕБЫЕ И КЛИНОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
2) детали лучше центрируются, что особенно важно при большой угловой скорости вала;
3) большая поверхность контакта обеспечивает небольшие напряжения ' смятия.
Из различных типов зубчатых (шлицевых) соединений наибольшее распространение получило прямобочное соединение1, которое и стандартизовано ГОСТ 1139-58. Центрирование втулки может быть достигнуто или по внутреннему (фиг. 64), или по наружному (фиг. 65) диаметрам вала 2,
Фиг. 64. Фиг. 65.
Прямобочное соединение выполняется по ГОСТ 1139-58 (табл. 9).
Шлицевое соединение может быть использовано и при перемеще нии детали вдоль вала (например, в коробках скоростей).
Шлицы работают своими боковыми поверхностями и проверяются на смятие.
Пусть при обозначениях по фиг. 64 вал передает детали вращающий момент М; определим напряжение смятия на боковой поверхности шлицев.
Средний радиус шлииен
р _П + г _D + d лСр — 2 4 *
Окружное усилие Р, передаваемое шлицами, P =, JL. — _ 4ЛУ_
1 Этот тип соединения правильнее называть прямоугольным, так как треугольные шлицы также являются прямобочными. Здесь сохранен термин «црнмо-бочные» как соответствующий ГОСТ 1139-58. В этом ГОСТ в качестве основного термина принят «зубчатые соединения».
8 Иногда примевяется центрирование по боковым граням шлицев.
ГПЛТЩЕВОЕ (ЗУБЧАТОЕ) СОЕДИНЕНИЕ
79
Таблица !}
Размеры некоторых зубчатых (шлиневых) соединений по ГОСТ 1139-58
Номинальный размер zxdxD d и D в мм ь В JVtAt / В JItJVt Г I) JVtJVt не более Номинальный размер rxdxD (rf и D в jvtjvt) в Ь МЛІ і и MM г В .МЛІ не бо. і ее
Легкая серия Тяжел а я серия
6X28X32 7 0,3 0,2 10X18X23 2,5 0.3 0,2
8X32X36 6 0,4 0,3 10X21X26 3 0,3 0,2
8X42X46 8 0,4 0.3 ' 10X26X32 4 0.4 0,3
: 8X52X58 10 0,5 0.5 10X32X40 5 0,4 0.3
8x62X68 12 0,5 0,5 10X42X52 6 0,4 0,3
10X72X78 12 0,5 0,5 16X52X60 5 0.5 0,5
10x82x88 12 0.5 0,5 16X56X65 5 0-5 0.5
10x92x98 14 0,5 0.5 16x62x72 в 0,5 0,5
10X112X120 18 0.5 0,5 20X82X92 6 0,5 0,5
Средняя серия 20x92x102 7 0.5 0,5
6X21X25 5 0,3 0,2 20X102X115 8 0,5 0,5
8x36X42 7 0,4 0,3 20X112X125 9 0,5 0,5
8X46X54 9 0,5 0.5
8X62X72 12 0,5 0,5
10X82X92 12 0,5 0,5
10x112x125 18 0,5 0,5
Обозначения по ф иг. 63, z — число шлицев (зубьев)
80
ШПОНОЧНЫЕ, ШЛИЦЕВЫЕ И КЛИНОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Равномерное распределение этого усилия на z шлицев едва ли возможно; принимаем (условно), что усилие P воспринимается
3 3
числом шлицев — z. Поверхность смятия всех — z шлицев равна
P — D — d I 3 _ 3 (Д — d) Iz ґ--Т~ 1 4 2 — 8 ¦
Напряжения смятия (в предположении их равномерного распределения по рабочим граням)
P
F
8-4M
10М
(D + d) 3 (D — d) Iz ~ (D* — d*) Iz '
(28)
Допускаемые напряжения на смятие для стали си,> 5000 кГ/см* приведены в табл. 10.
Таблица 10
Допускаемые напряжения смятия па боковых гранях шлицев 1
Термообработка материала
Условия работы соединения Условия эксплуатации Рабочие поверхности шлицев не подверг-f нуты специальной термообработке Рабочие поверхности шлицев подвергнуты специальной термообработке
Мсм в «Г/си2
Соединение неподвижное а б е 350—500 600—1000 800—1200 400—700 1000—1400 1200—2000
Соединение подвижное не под нагрузкой а б е 150—200 200—300 250—400 200—350 300—600 400—700
Соединение подвижное под нагрузкой а б е _ 30—100 50—150 100—120
а — условия эксплуатации тяжелые: нагрузка знакопеременная с ударами в обоих направлениях; вибрации большой частоты н амплитуды, условия смазки (для подвижных соединений) плохие; металлы невысокой твердости; невысокая точность обработки, то же и в отношении соосности ступицы и вала; б—условия эксплуатации средние; в—условия эксплуатации хорошие.
