Материал: Детали машин и основы конструирования. Учебное пособие. Нилов В.А., Рукин Ю.Б

Прямобочные (ГОСТ 1139-80) шлицевое соединение наиболее распространено. Соединение выполняется с центрированием ступицы: по боковым сторонам зубьев в, по наружному диаметру D, по внутреннему диаметру d (рис. 7.7)

Центрирование по “ в ” (рис. 7.7, а) не обеспечивает точной соосности ступицы и вала. Поэтому его рекомендуют при передачи больших моментов. Центрирование по “D” и “d” применяется, когда требуется точность совпадения осей соединяемых деталей (рис. 7.7, б,в).

Рис. 7.7 Виды центрирования прямобочных зубчатых соединений:

а– по боковым граням; б – по наружному диаметру;

в– внутреннему диаметру; г – форма сечения ступицы; д, е – форма сечений вала исполнений б, в

Эвольвентное шлицевое соединение (ГОСТ 6033-80) различают с центрированием ступицы по боковым сторонам “S” (рис. 7.8, а) и по наружному диаметру “D” (рис. 7.8, б). Центрирование по “S” наиболее распространено.

70

Рис. 7.8 Эвольвентное зубчатое зацепление:

а – центрирование по боковым граням; б – центрирование по наружному диаметру

Достоинства эвольвентных шлицевых соединений:

а – более высокая прочность зубьев, вследствие их утолщения к основанию;

б – высокая технологичность и более низкая стоимость изготовления шлицевых валов.

Вследствие высокой стоимости протяжек для изготовления шлицев в ступицах малых и средних размеров – эвольвентные шлицевые соединения применяются реже прямобочных.

Таблицы 7.4 Примеры обозначения шлицевых соединений

Треугольное зубчатое соединение применяется только в качестве неподвижного при передаче небольших моментов. Центрирование такого соединения осуществляется только по боковым граням. Применяются также конические шлицевые соединения (конусность 1 : 16).

Число Z и размеры шлицев принимаются в зависимости от диаметра вала по соответствующему ГОСТ. Длина зубьев определяется длиной ступицы, а если ступица подвижная – величиной хода еѐ перемещения.

Расчѐт шлицевых соединений производится обычно как проверочный.

Шлицевые соединения рассчитываются на смятие по формуле:

где: ζсм – расчѐтное напряжение смятия на рабочих поверхностях шлицев;

М– передаваемый момент;

dc – средний диаметр шлицевого соединения; Z – число шлиц;

h – высота поверхности контакта шлицев, принимаемая равной длине ступицы;

ψ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между шлицами, принимаемый равным

0,7…0,8;

[ζ]см – допускаемое напряжение смятия для рабочих поверхностей шлицев.

Размеры dc и h определяют из выражений: прямозубных шлицев:

Для шлицев эвольвентного профиля с центрированием по

S: dc = dд = mz и h = m = dд/z;

72

где: dд – диаметр делительной окружности; m – модуль закрепления;

для шлицев эвольвентного профиля с центрированием по D : dc = dд = mz и h = 0,9m = 0,9 dд/z;

для шлицев треугольного профиля:

dc = dд = mz и h = [D – da];

Допускаемое напряжение на смятие [ζ]см для шлицевого соединения при среднем режиме работы можно принимать: для неподвижного с термической обработкой шлицев [ζ]см = 100…140 МПа и без термической обработки [ζ]см = 60…100 МПа.

При лѐгком режиме работы значение этих напряжений можно увеличить на 20…40%, а при тяжелом режиме их необходимо снизить на 30…50%.

В последнее время начали применять шариковые шлицевые соединения (рис. 7.9), требующие очень малых усилий для перемещения ступиц. При перемещении последних под нагрузкой несущая способность шариковых шлицевых соединений в несколько раз больше, чем обыкновенных шлицевых соединений. Так как шариковые шлицевые соединения по конструкции сложнее и дороже обыкновенных, то применение их ограничено.

Рис. 7.9 Шариковое шлицевое соединение

73

Допускаемый момент (Нм) для шарикового шлицевого соединения (твердость вала и ступицы не менее 60 НRС):

Т = 0,016 Zшл ℓ d Dср ,

где Zшл – число рабочих выступов (шлиц); ℓ – рабочая длина соединения, мм;

d, Dср – диаметры шариков и окружности расположения центров шариков, мм.

ЛЕКЦИЯ 8.

СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ

Учебные вопросы

1.Общие сведения

2.Расчет цилиндрических соединений с натягом

8.1. Общие сведения

Соединения с натягом относятся к группе неразъѐмных соединений и представляют собой напряжѐнные соединения, в которых натяг создаѐтся необходимой разностью посадочных размеров сопрягаемых деталей, а сами детали удерживаются в проектном положении за счѐт сил упругости.

Соединения с натягом можно разделить на две группы:

-соединение деталей по цилиндрическим или коническим поверхностям (здесь отсутствуют какие-либо специальные соединительные детали);

-соединения деталей по плоскости с помощью стяжных колец или планок.

Основное применение в машиностроении имеют соединения первой группы (по цилиндрическим поверхностям).

Общим достоинством соединений с натягом является возможность их выполнения для очень больших нагрузок и хорошая работа при ударном нагружении. Взаимное смещение

74