6.9. Расчет шлицевых соединений.
Основными критериями работоспособности шлицевых соединений являются сопротивление рабочих поверхностей смятию и изнашиванию.
Изнашивание боковых поверхностей зубьев обусловлено микроперемещениями (взаимным относительным скольжением) деталей соединения при действии изгибающего и вращающего моментов или несовпадения осей вращения (из-за наличия зазоров, погрешностей изготовления и монтажа).
Пути повышения износостойкости:
- увеличение твердости контактирующих поверхностей;
- уменьшение зазоров;
- применение соответствующей смазки.
Число и размеры
поперечного сечения шлицев принимают
в зависимости от диаметра вала по
соответствующему ГОСТу. Длина шлицев
определяется длиной ступицы, а если
ступица подвижная, то ходом ее перемещения.
Рис.
6.10. Прямобочное шлицевое соединение
при центрировании по наружному диаметру
(расчетная схема)
Упрощенный (приближенный) расчет шлицевых соединений по критерию смятия является основным для шлицевых соединений (обычно проводится как проверочный). При приближенном расчете предполагают, что напряжения смятия на рабочих поверхностях распределены равномерно, см. рис. 6.10:
,
где
- расчетный вращающий момент (наибольший
из длительно действующих моментов при
переменном режиме нагружения), Н·м;
– коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки между выступами
(зависит от точности изготовления),
;
- средний диаметр соединения, мм;
- число зубьев;
- рабочая высота выступа, мм;
- длина соединения, мм;
- допускаемые напряжения смятия, МПа.
Для прямобочного профиля:
;
,
где
- наружный диаметр зубьев вала;
- внутренний диаметр ступицы;
- размер фаски.
Для эвольвентного профиля:
;
,
где
- модуль зубьев соединения.
Для зубьев треугольного профиля:
;
.
Если расчетное
напряжение
превышает допускаемое более, чем на 5%,
то увеличивают длину ступицы, изменяют
размеры, термообработку и повторяют
проверочный расчет.
Неточности расчета
(из-за принятых допущений) компенсируют
выбором допускаемых напряжений смятия
,
установленных с учетом опыта эксплуатации.
Допускаемое напряжение на смятие
шлицевого соединения принимают:
МПа, причем большие значения применяют
при тяжелых условиях эксплуатации
(знакопеременной нагрузке, отсутствии
смазки и т.д.).
Лекция 7. Резьбовые соединения.
В материал лекции входит: резьбовые соединения, классификация резьб. Основные геометрические параметры резьб. Соотношение сил в винтовой паре. Условие самоторможения. КПД винтовой пары.
Резьбовые соединения являются наиболее распространенными разборными соединениями используемыми в машиностроении (болты, винты, шпильки, гайки и т. д.). Резьбовое соединение образуют две детали: у одной из которых на наружной, а у другой на внутренней поверхности выполнены расположенные по винтовой линии выступы – соответственно наружная и внутренняя резьбы.
Резьба – чередующиеся выступы и впадины, расположенные по винтовой линии на телах вращения, для соединения, уплотнения деталей или обеспечения перемещений одной детали по другой.
Достоинства резьбовых соединений:
- обеспечивают возможность многократной сборки – разборки.
- простота конструкции.
- низкая стоимость.
- высокая степень унификации и стандартизации.
- возможность создания больших осевых усилий.
- возможность самоторможения (исключает саморазвинчивание).
Недостатки резьбовых соединений:
- высокая концентрация напряжений в витках резьбы и как следствие этого – плохое восприятие вибраций (циклических нагрузок).