3.10. Подбор и проверочный расчет шпоночных и шлицевых соединений
3.10.1. Шпоночные соединения
Из всех типов шпоночных соединений самое большое распространение получили соединения призматическими шпонками (ГОСТ 23360–78). Основными геометрическими параметрами призматической шпонки являются: полная l и рабочая lр длина, высота h, ширина b, глубина паза вала t1 (рис. 3.8). Значения величин h, b, t1 выбираются из таблиц стандарта в зависимости от величины диаметра вала d. Рабочая, а затем полная длина шпонки определяются из условия прочности на смятие. При этом величина допускаемого напряжения смятия зависит от марки материала деталей соединения.
Рис. 3.8. Шпоночное соединение призматической шпонкой
При наличии нескольких шпоночных соединений на валу целесообразно из технологических соображений применить шпонки одинаковых сечений и расположить их вдоль одной образующей вала. Подбор и проверочные расчеты нужно выполнить для соединения с меньшим диаметром вала и объяснить необходимость такого расчета.
3.10.2. Шлицевые соединения
Тип шлицевого соединения (прямобочное, эвольвентное, треугольное), способ центрирования (по наружному диаметру, по внутреннему диаметру, по боковым поверхностям), характер соединения (подвижное, неподвижное), характер передаваемой нагрузки (статическая или переменная), возможность реверсирования, способ термообработки вала и ступицы задаются с учетом особенностей функционального назначения и конструкции разрабатываемого узла. Следует отметить, что в настоящее время треугольные шлицевые соединения применяются очень редко: в основном вместо соединений с натягом.
Прямобочные и эвольвентные шлицевые соединения широко применяются во всех типах машин. Рассчитывают эти соединения на смятие и износ [6].
Л и т е р а т у р а: [1–6].
3.11. Назначение квалитетов точности, посадок, шероховатостей поверхностей, отклонений формы и расположения поверхностей
Назначение вышеобозначенных параметров нужно производить на стадии расчета и конструирования каждой детали и сборочной единицы. Следует иметь в виду, что повышение квалитета точности, уменьшение допусков на отклонения формы и расположение поверхностей, необоснованное применение высокой точности обработки поверхностей являются основными причинами повышения себестоимости изготовления отдельных деталей и машины в целом. Поэтому расчет или выбор этих параметров по литературным источникам должен быть тщательно обоснован и изложен в пояснительной записке.
Л и т е р а т у р а: [1–6].
3.12. Проверочный расчет валов на выносливость
Расчет на выносливость является основным, поскольку валы выходят из строя главным образом из-за усталостного разрушения в местах наибольшей концентрации напряжений (галтели, канавки, резьба и т. д.). Расчет на выносливость производится после конструктивного оформления вала. Целью расчета является определение коэффициента запаса усталостной прочности в нескольких предположительно опасных сечениях и сравнение этого коэффициента с его допустимым значением. Для обеспечения усталостной прочности расчетная величина должна быть больше допускаемого значения.
Для выполнения расчета необходимо вычертить конструкцию вала и построить эпюры крутящего и суммарного изгибающего моментов (рис. 3.9).
Рис. 3.9. Расчетная схема вала
Пример эпюр приведен в разделе 3.7 и просто переносятся на схему для данного вида расчета. В процессе работы необходимо тщательно изучить влияние на усталостную прочность валов наличия концентраторов напряжений различных типов, состояния поверхности и качества материала объекта, а также вида термообработки.
Л и т е р а т у р а: [1–6].