Критерии работоспособности шлицевых соединений.

Основными критериями работоспособности являются:

Сопротивление рабочих поверхностей смятию;

сопротивление изнашиванию от коррозии, которое имеет механический характер вследствие перемещений соприкасающихся поверхностей.

Деформации изгиба вала носят циклический характер и передаются в отверстии ступицы, в связи с чем появляются микротрешины.

Расчет шлицевых соединений. Смятие и изнашивание рабочих поверхностей связаны с действующими напряжениями смятия на поверхностях контакта. Расчет ведется упрощен­но, что допускает ГОСТ в таких случаях.

Рисунок 4.1.5

Условие прочности для прямобочных шлицов:

где Т — вращающий момент, Нм: — коэффициент неравномерности распре­деления нагрузки между зубьями, = 1,1... 1,5; - средний диаметр соединения, мм;

мм (рис. 4.1.5);

z — чисто зубьев;

h — рабочая высота зубьев, мм;

- рабочая длина соединения, мм;

— допускаемое напряжение смятия, МПа (табл. 1.9).

Для соединений прямобочными шлицами

где f — фаска зуба.

Для эвольвентных шлицов

где т — модуль зубьев, мм (табл. 1.10, ГОСТ 6033-80).

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

При проектировочном расчете выбирают размеры сечения по ГОСТ 1139 80 (для прямобочных шлицевых соединений см. табл. 1.9) и определяют длину зубьев по формуле

Если получается больше 1,5d, то изменяют размеры или принимают другой вид соединения. Длину ступицы принимают

мм.

Таблица 1.8 – Допускаемые напряжения смятия для шлицевых соединений

Тип соединения	Условия эксплуатации
		350 НВ	> 40 HRС
Неподвижное	а б в	35…50	40…70
		60…100	100…140
		80…120	120…200
Подвижное без нагрузки (блок шестерен коробки передач)	а б в	15…20	20…35
		20…30	30…60
		25…40	40…70
Подвижное под нагрузкой (соединение карданного вала)	а б в	-	3…10
		-	5…15
		-	10…20

Примечания: 1. а - тяжелые условия эксплуатации: нагрузка знакопеременная с ударами; вибрации большей частоты и амплитуды, плохие условия смазывания, невысокая точность изготавления; б — условия эксплуатации средние: в — условии эксплуатации хорошие.

2. Большие значения — для легких режимов нагрузки.

Таблица 1.9 – Соединения шлицевые прямобочные (из ГОСТ1139-80)

а) центровка по наружному краю б) центровка по внутреннему диаметру

Основные параметры	d мм
	18	21	23	26	28	32	36	42	46	52	56	62	72	82	92	102
Легкая серия
D, мм	-	-	26	30	32	36	40	46	50	58	62	68	78	88	98	108
z	-	-	6	6	6	8	8	8	8	8	8	8	10	10	10	10
b, мм	-	-	6	6	7	6	7	8	9	10	10	12	12	12	14	16
f, мм	-	-	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Средняя серия
D, мм	22	25	28	32	34	38	42	48	54	60	65	72	82	92	102	112
z	6	6	6	6	6	8	8	8	8	8	8	8	10	10	10	10
b, мм	5	5	6	6	7	6	7	8	9	10	10	12	12	12	14	14
f, мм	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Тяжелая серия
D, мм	23	26	29	32	35	40	45	52	56	60	65	72	82	92	102	115
z	10	10	10	10	10	10	10	10	10	16	16	16	16	20	20	20
b, мм	3	3	4	4	4	5	5	6	7	5	5	6	7	6	7	8
f, мм	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5

Таблица 1.10 – Соединения шлицевые эвольвентные с углом профиля 30⁰ (выборка). Размеры в мм