![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Кафедра прикладной механики
- •Введение
- •Лабораторная работа № 1 Изучение крепёжных деталей и резьбовых соединений
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Определение коэффициента трения в резьбовом соединении
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Исследование резьбового соединения на сдвиг деталей
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4
- •1.2. Шлицевые соединения
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 Выбор посадки для группы соединений с натягом
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 Исследование прочности сварных соединений
- •1. Теоретические основы работы
- •2. Порядок выполнения работы и оформление её результатов
- •3. Выводы
- •4. Контрольные вопросы
- •Литература
- •Содержание
1.2. Шлицевые соединения
В шлицевых соединениях вращающий момент с вала на ступицу (или наоборот) передается с помощью специальных выступов (зубьев) на внешней цилиндрической поверхности вала, заходящих в соответствующие им пазы (шлицы) на внутренней цилиндрической поверхности ступицы и наоборот. Естественно, что материалом для получения шлицов являются материалы вала и ступицы, для изготовления которых обычно выбирают среднеуглеродистые, стали, типа сталь 45, реже легированные стали, типа сталь 40Х.
В силовых машиностроительных конструкциях в настоящее время обычно используются соединения с прямобочными шлицами (рис. 4.2) и эвольвентными шлицами (рис. 4.3).
Рис. 4.2. Соединение с прямобочными шлицами |
Рис. 4.3. Соединение с эвольвентными шлицами |
Из соединений с
прямобочными шлицами наиболее
распространены соединения с центрированием
по наружному диаметру
(рис. 4.2) или внутреннему диаметру
.
Геометрические параметры
и
этих соединений стандартизованы и
выбираются по справочным таблицам ГОСТ
1139-80 [2] в зависимости от их номинального
внутреннего диаметра
,
равного диаметру отверстия в заготовке
ступицы, и серии (табл. 4.2). Стандарт
предусматривает три серии: легкую
среднюю и тяжёлую. Для одного и того же
диаметра
с переходом от легкой серии к средней
и тяжелой возрастает наружный диаметр
и увеличивается число шлицов
,
При этом их ширина
уменьшается, а фаска
практически не меняется. Поэтому
соединения средней и тяжелой серий
отличаются повышенной нагрузочной
способностью.
Таблица 4.2
Геометрические характеристики прямобочных шлицов из ГОСТа 1139-80
|
23 |
26 |
28 |
32 |
36 |
42 |
46 |
52 |
56 |
62 |
72 |
82 | |
Легкая серия | |||||||||||||
|
26 |
30 |
32 |
36 |
40 |
46 |
50 |
58 |
62 |
68 |
78 |
88 | |
|
6 |
7 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 | |||||
|
0,3 |
0,4 |
0,5 | ||||||||||
|
6 |
8 |
10 | ||||||||||
Средняя серия | |||||||||||||
|
28 |
32 |
34 |
38 |
42 |
48 |
54 |
60 |
65 |
72 |
82 |
92 | |
|
6 |
7 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 | |||||
|
0,3 |
0,4 |
0,5 | ||||||||||
|
6 |
8 |
10 | ||||||||||
Тяжёлая серия | |||||||||||||
|
29 |
32 |
35 |
40 |
45 |
52 |
56 |
60 |
65 |
72 |
82 |
92 | |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
5 |
6 |
7 |
6 | |||||
|
0,3 |
0,4 |
0,5 | ||||||||||
|
10 |
16 |
20 |
Эвольвентные
шлицевые соединения технологичнее
прямобочных и обладают большей нагрузочной
способностью. Центрирование в соединениях
с эвольвентным профилем шлицов выполняют,
как правило, по их боковым поверхностям
(рис. 4.3), реже по наружному диаметру
.
За номинальный диаметр соединения
принимают его наружный диаметр
,
равный диаметру заготовки вала, и в
зависимости от него определяют по
справочным таблицам ГОСТа 6033-80 [2] модуль
шлицов и их число
(табл.
4.3).
Таблица 4.3
Геометрические характеристики эвольвентных шлицов из ГОСТ 6033-80
|
| ||||||||||||||||
20 |
22 |
25 |
28 |
30 |
32 |
35 |
38 |
40 |
42 |
45 |
48 |
50 |
52 |
55 |
58 |
60 | |
| |||||||||||||||||
1 |
18 |
20 |
24 |
26 |
28 |
30 |
34 |
36 |
38 |
40 |
44 |
46 |
48 |
50 |
54 |
56 |
58 |
1,25 |
14 |
16 |
18 |
21 |
22 |
24 |
26 |
29 |
30 |
32 |
34 |
37 |
38 |
40 |
42 |
45 |
46 |
1,5 |
12 |
13 |
15 |
17 |
18 |
20 |
22 |
24 |
25 |
26 |
28 |
30 |
32 |
33 |
35 |
37 |
38 |
2 |
8 |
9 |
11 |
12 |
13 |
14 |
16 |
18 |
18 |
20 |
21 |
22 |
24 |
24 |
26 |
28 |
28 |
Посадки элементов шлицевых соединений также регламентированы указанными выше стандартами и выбираются по соответствующим справочным таблицам [2].
Отказы шлицевых
соединений обычно обусловлены смятием
и изнашиванием боковых рабочих
поверхностей их зубьев. При этом и
смятие, и износ зависят от одного и того
же фактора – величины напряжений смятия
на этих поверхностях шлицов. Следовательно,
прочность по напряжениям смятия можно
принять в качестве обобщенного критерия
работоспособности шлицевых соединений.
Тогда в упрощенной расчётной модели
при равномерном распределении нагрузки
по длине шлицов определение работоспособности
соединений сводится к проверке условия
,
(4.2)
где
- номинальный передаваемый соединением
вращающий момент, Нм;
- число зубьев (щлицев);
- средний диаметр соединения, мм;
- высота шлицев, мм; для прямобочных
щлицев:
,
;
для эвольвентных шлицев:
,
;
- длина шлицев;
- коэффициент неравномерности распределения
нагрузки по зубьям (шлицам);
- допускаемое напряжение смятия; для
неподвижных соединений при средних
условиях эксплуатации и твердости
материала шлицев не более
[1].