45)Шпоночные и шлицевые соединения
1.Назначение и краткая характеристика основных типов, достоинства и недостатки, область применения шпоночных соединений:
Шпоночные и шлицевые соединения служат для закрепления на валу (или оси) вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов, муфт и т. п.).
Достоинства шпоночных соединений.
- простота конструкции, дешевизна и сравнительная легкость монтажа и демонтажа, вследствие чего их широко применяют во всех отраслях машиностроения.
Недостатки шпоночных соединений.
- Невозможность передачи одной шпонкой значительных вращающих моментов.
- Шпоночный паз в детали и канавка вала служат концентраторами напряжений.
- Невозможность переноса деталей в процессе работы.
Достоинства шлицевых соединений.
-Обладают большей нагрузочной способностью, по сравнению со шпонками.
- Оказывают меньшее влияние на прочность вала.
- Имеют более высокую точность изготовления благодаря применению прогрессивных технологий.
Недостатки шлицевых соединений.
- Более высокая стоимость изготовления.
- Неравномерность распределения нагрузки между зубьями соединения.
46). Классификация шпоночных соединений.
1) Ненапряжённые:
-призматические (обыкновенные, скользящие, направляющие);
-сегментные;
-цилиндрические;
2) Напряженные (клиновыми шпонками):
-врезными шпонками;
-фрикционными шпонками;
-тангенциальными шпонками;
-на лыске;
47). Классификация шлицевых соединений.
1) По степени подвижности:
-подвижные;
-неподвижные;
-условно-подвижные;
2) По профилю зуба:
-прямобочные;
-эвольвентные (чаще всего);
-треугольные;
3) По способу центрирования:
-центрирование по наружному диаметру;
-внутреннему диаметру;
-боковыми поверхностями;
Способ центрирования выбирается в зависимости от профиля зуба, величины нагрузки и особенности эксплуатации соединения. Для прямобочных шлицевых соединений возможны все 3 указанных способа центрирования. Для эвольвентных применяется центрирование по наружному диаметру и боковым поверхностям. Самый распространенный способ центрирования не требующий особой точности обработки поверхности – по боковым сторонам зуба. Недостатком данного способа центрирования является, повышена неравномерность распределения нагрузки между зубьями. Центрирование по наружному диаметру применяется довольно широко из-за возможности точной обработки поверхности вала.
48). Расчет шпоночных напряженных соединений.
А) Призматическими шпонками:
=
=
τср=
Б) Сегментная шпонка:
=
=
τср=
В) Цилиндрическая шпонка:
τср=
49). Расчет шлицевых соединений.
С
оединение
рассчитывается на смятие и износ.
=
=
Где: T-передаваемый соединению момент, l-рабочая длина соединения, Sf-статический момент зубьев соединения лежащих выше оси вала.
=
;
dср=(D+d)/2;
h=(D-d)/2-2f;
Sf=0.5*dср*h*z – статиеский момент для прямобочного шлицевого соединения.
Для эвольвентного шлицевого соединения:
dср=m*z;
h=m;
Sf=0.5*m*z*m*z=0.5*
Определение допускаемых напряжений:
Напряжений смятия:
где σт – предел текучести материала рабочей поверхности зубьев детали меньшей твердости, МПа;
s = 1,25 … 1,4 – коэффициент запаса прочности;
Kз – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями ;
Kпр – коэффициент продольной концентрации нагрузки;
Kп – коэффициент концентрации нагрузки от погрешностей изготовления;
Kд – коэффициент динамичности нагрузки;
K′з =Kз; Кпр=Кпр;
Kн – коэффициент переменности нагрузки;
Kс – коэффициент условий смазки подвижных соединений;
Kос – коэффициент осевой подвижности в соединении;
Kц – коэффициент учитывающий число циклов в соединении за полный
срок службы;
-условное
напряжение возникающее при числе циклов
N=
.