С.В. Герасименко Шпоночные и шлицевые соединения деталей машин
.pdf10
Продолжение приложения А
Таблица 5 |
– |
Параметры |
шлицевых |
эвольвентных |
|
соединений |
|||||||||
|
|
|
|
(по ГОСТ 6033-88) |
|
|
|
В миллиметрах |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
D |
Число зубьев Z при модуле m |
D |
Число зубьев Z при модуле m |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0,8 |
1 |
|
1,5 |
2 |
2,5 |
2 |
2,5 |
|
3 |
|
5 |
10 |
||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
23 |
18 |
|
12 |
8 |
6 |
65 |
31 |
24 |
|
20 |
|
15 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
26 |
20 |
|
14 |
9 |
7 |
70 |
34 |
26 |
|
22 |
|
12 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
30 |
24 |
|
15 |
11 |
8 |
75 |
36 |
28 |
|
24 |
|
13 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
34 |
26 |
|
17 |
12 |
10 |
80 |
38 |
30 |
|
25 |
|
14 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
36 |
28 |
|
18 |
13 |
10 |
85 |
41 |
32 |
|
27 |
|
15 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
38 |
30 |
|
20 |
14 |
11 |
90 |
44 |
34 |
|
28 |
|
16 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
42 |
34 |
|
22 |
16 |
45 |
95 |
46 |
36 |
|
30 |
|
18 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 |
46 |
36 |
|
24 |
18 |
14 |
100 |
48 |
38 |
|
32 |
|
18 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
48 |
38 |
|
25 |
18 |
14 |
110 |
54 |
42 |
|
35 |
|
20 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
42 |
51 |
40 |
|
26 |
20 |
15 |
120 |
58 |
46 |
|
38 |
|
22 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
55 |
44 |
|
28 |
21 |
16 |
130 |
64 |
50 |
|
42 |
|
24 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
60 |
48 |
|
32 |
24 |
18 |
140 |
68 |
54 |
|
45 |
|
26 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55 |
66 |
54 |
|
35 |
26 |
20 |
150 |
74 |
58 |
|
48 |
|
28 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
74 |
58 |
|
38 |
28 |
22 |
160 |
- |
- |
|
52 |
|
30 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11
Продолжение приложения А
Таблица 6 – Допускаемое напряжение смятия для шлицевых соединений
|
Условия |
Значения [σ см], МПа |
||
Соединение |
для поверхности зуба |
|||
эксплуатации |
Без |
|
с |
|
|
|
|||
|
|
термообработки |
термообработкой |
|
|
Легкие |
80 – 120 |
120 |
– 200 |
Неподвижное |
Средние |
60 – 100 |
100 |
– 140 |
Тяжелые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(с ударами) |
36 – 50 |
40 |
– 70 |
Подвижное |
Легкие |
|
40 |
– 70 |
Средние |
|
30 |
– 60 |
|
без нагрузки |
Тяжелые |
|
|
|
|
(с ударами) |
|
20 |
– 30 |
Подвижное |
Легкие |
|
10 |
– 20 |
Средние |
|
5 – 15 |
||
под нагрузкой |
Тяжелые |
|
|
|
|
(с ударами) |
|
3 – 10 |
|
12
Приложение Б
1. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ С ПРИЗМАТИЧЕСКИМИ ШПОНКАМИ
ЗАДАЧА 1 Цилиндрическое зубчатое колесо закреплено на валу призматиче-
ской шпонкой (рис.4). Материал вала – Сталь 50, шпонки – Сталь 45, зубчатого колеса – Ст.40Х. Режим работы – средний. Диаметр вала d, длина зуба колеса b и передаваемый крутящий момент T заданы в таблице 7. Требуется подобрать шпонку и проверить ее на прочность.
b
T |
d |
Рисунок 4
Таблица 7 – Исходные данные к задаче 1
Вели |
|
|
|
В А Р И А Н Т Ы |
|
|
|
||||
чина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D, |
20 |
24 |
28 |
30 |
36 |
40 |
46 |
55 |
60 |
65 |
|
мм |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
T, |
100 |
180 |
240 |
320 |
380 |
400 |
420 |
460 |
500 |
610 |
|
Н м |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
b, мм |
32 |
36 |
42 |
48 |
52 |
55 |
60 |
68 |
72 |
84 |
|
13
Продолжение приложения Б
ЗАДАЧА 2 Определить поределый крутящий момент, который передает приз-
матическая шпонка размером b × h × l (ГОСТ 23360-78), установленная на валу диаметром d (размеры приведены в таблице 8). Материал шпонки – Сталь 45, ступицы – серый чугун.
Таблица 8 – Исходные данные к задаче 2
В миллиметрах
Вели |
|
|
|
В А Р И А Н Т Ы |
|
|
|
|||
чина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
28 |
h |
6 |
7 |
8 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
14 |
16 |
l |
40 |
50 |
56 |
63 |
80 |
90 |
110 |
125 |
140 |
200 |
d |
20 |
30 |
32 |
40 |
44 |
55 |
65 |
70 |
80 |
100 |
2. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ С СЕГМЕНТНЫМИ ШПОНКАМИ
ЗАДАЧА 1 Подобрать сегментную шпонку для крепления втулочной муфты
на валу диаметром d и проверить ее на прочность. Передаваемая мощность P, частота вращения вала n. Муфта выполнена из стали Ст. 40Х, шпонка – Сталь 45, вал – Сталь 50. Параметры d, P и n заданы в таблице 9.
Таблица 9 – Исходные данные к задаче 1
Вели- |
|
|
|
В А Р И А Н Т Ы |
|
|
|
|||
чина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
d, мм |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
25 |
28 |
32 |
38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P, кВт |
0,6 |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
3,0 |
n, |
1480 |
1320 |
1260 |
1140 |
1060 |
980 |
830 |
710 |
680 |
660 |
мин -1 |
||||||||||
14
Продолжение приложения Б
ЗАДАЧА 2 Определить окружную силу на колесе, при которой происходит
срезание сегментной шпонки, крепящей зубчатое колесо на валу диаметром d. Материал шпонки Ст. 5, диаметр начальной окружности колеса dω . Диаметры d и dω приведены в таблице 10.
Таблица 10 – Исходные данные к задаче 2
В миллиметрах
Вели |
|
|
|
В А Р И А Н Т Ы |
|
|
|
|||
чина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
25 |
28 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dω |
66 |
72 |
80 |
86 |
92 |
98 |
112 |
130 |
150 |
180 |
3. ШПОНОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ С КЛИНОВЫМИ ВРЕЗНЫМИ ШПОНКАМИ
ЗАДАЧА 1 Чугунный шкив клиноременной передачи соединен с валом диа-
метром d клиновой врезной шпонкой, которая передает крутящий момент Т. Необходимо подобрать шпонку и определить предельный крутящий момент. Материал шпонки – сталь Ст. 5, вала – сталь Ст. 40Х. Коэффициент трения f = 0,17. Длина ступицы шкива lст, диаметр вала d и крутящий момент Т приведены в таблице 11.
Таблица 11 – Исходные данные к задаче 1
Вели- |
|
|
|
В А Р И А Н Т Ы |
|
|
|
||||
чина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
lст, мм |
30 |
40 |
45 |
55 |
60 |
75 |
80 |
90 |
100 |
110 |
|
d, мм |
12 |
17 |
22 |
26 |
30 |
38 |
44 |
50 |
58 |
65 |
|
Т, |
220 |
260 |
320 |
340 |
380 |
400 |
500 |
620 |
710 |
820 |
|
Н м |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
15
Продолжение приложения Б
ЗАДАЧА 2
Для вала диаметром d подобрать размеры клиновой врезной (со скругленными торцами) и призматической шпонок. Определить, какой момент может передавать каждая из этих шпонок. Вычертить в масштабе 1:1 поперечный разрез вала со шпонками. Принять l ≈ 1,3 d. Коэффициент трения f = 0,17. Величина d приведена в таблице 12.
Таблица 12 – Исходные данные к задаче 2
В миллиметрах
Вели- |
|
|
|
В А Р И А Н Т Ы |
|
|
|
|||
чина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
d |
17 |
22 |
26 |
32 |
38 |
44 |
50 |
58 |
62 |
65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
ЗАДАЧА 1 Блок шестерен в коробке передач посажен на вал с помощью под-
вижного эвольвентного шлицевого соединения. Длина блока шестерен l. Материал – Сталь 45 (термообработка – улучшение), наружный диаметр D, условия эксплуатации – средние, перемещение – без нагрузки, передаваемый момент T. Подобрать шлицевое соединение и найти напряжение смятия. Длина l, диаметр D и момент T заданы в таблице 13.
Таблица 13 – Исходные данные к задаче 1
Вели- |
|
|
|
В А Р И А Н Т Ы |
|
|
|
||||
чина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
l, мм |
42 |
46 |
50 |
55 |
70 |
80 |
90 |
95 |
100 |
110 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D, мм |
35 |
38 |
40 |
45 |
60 |
80 |
85 |
95 |
110 |
140 |
|
Т, |
420 |
480 |
520 |
610 |
720 |
800 |
820 |
900 |
120 |
1600 |
|
Н м |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Продолжение приложения Б
ЗАДАЧА 2
Подобрать шлицевое соединение. Передаваемый крутящий момент T. Расчет провести для двух вариантов: а) шлицевое соединение прямобочное с размерами d × D; б) шлицевое соединение эвольвентное с диаметром Dэ. Материал шлицев – Сталь 45 (термообработка – улучшение). Условия эксплуатации – средние. Длина ступицы l, размеры d × D, диаметр Dэ и момент Т заданы в таблице 14.
Таблица 14 – Исходные данные к задаче 2
Величина |
|
|
|
|
В А Р И А Н Т Ы |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
61 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l, мм |
40 |
50 |
55 |
60 |
|
64 |
72 |
76 |
80 |
85 |
90 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d × D, мм |
23× 28 |
26× 32 |
28× 34 |
36× 42 |
|
42× 48 |
46× 54 |
52× 60 |
62× 72 |
72× 82 |
92× 102 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dэ, мм |
28 |
30 |
35 |
45 |
|
50 |
60 |
65 |
75 |
85 |
110 |
|
Т, Н м |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
|
0,8 |
1,2 |
1,4 |
1,7 |
1,9 |
2,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Составитель Сергей Владимирович Герасименко
ШПОНОЧНЫЕ И ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Методические указания к практическим занятиям по прикладной механике для подготовки студентов по направлению 552100, специальностям180400 и 090200
Редактор З. М. Савина
ЛР № 020313 от 23.12.96
Подписано в печать 04.11.00. Формат 60х84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ .
Кузбасский государственный технический университет. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография Кузбасского государственного технического университета.
650099, Кемерово, ул. Д.Бедного, 4 А.