Виды шлицевых соединений, расчет на прочность

Зубчатые (шлицевое) соединения образуются при наличии наружных зубьев на валу и внутренних зубьев в отвер­стии ступицы (рис. 6.6).

Стандартом предусмотрены три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая; они отличаются высотой и числом зубьев. Число зубьев изменяется от 6 до 20. У соединений тяжелой серии зубья выше, а их число больше, что позволяет передавать большие нагрузки. По форме профиля различают зубья прямобочные, эвольвеитные и треугольные.

Соединения с прямобочнымн зубьями выполняют с центрировани­ем по боковым граням (рис. 6.7, а), по наружному (рис. 6.7, б) или внутреннему (рис. 6.7, в) диаметрам. При выборе способа цент­рирования руководствуются следующим.

Центрирование по диаметрам Dadобеспечивает более высокуюсоосность вала и ступицы по сравнению с центрированием по боковым граням.

Центрирование по боковым граням bобеспечивает более равно­мерное распределение нагрузки по зубьям. Его применяют при тяжелых условиях работы (ударные и реверсивные нагрузки и др.).

Диаметр центрирования (Dили d) выбирают из технологических условий. Если твердость материала втулки позволяет обработку протяжкой (<350 НВ), то рекомендуют центрирование по D. При этом центрирующие поверхности отверстия калибруют протяжкой, а центрирующую поверхность вала — шлифованием. При высокой твердости втулки рекомендуют центрирование по d. В этом случае центрирующие поверхности отверстия и вала можно обрабатывать шлифованием.

Соединения с эвольвентными зубьями (рис. 6.8) предпочтительны при больших диаметрах валов, когда для нарезания зубьев в отвер­стии и на валу могут быть использованы весьма совершенные технологические способы, применяемые для зубчатых колес. Для сравнительно малых и средних диаметров преимущественно приме-

няют соединения с прямобочными зубьями, так как эвольвеитные протяжки дороже прямобочных*. В соответствии с этим стандарты на зубчатые соединения предус­матривают диаметры валов до 500 мм с эвольвентными зубьями и только до 125 мм с прямобочными.

а

Рис. 6.8

б

Упрощенный расчет по обобщенному критерию. В упрощенной расчетной модели (рис. 6.10) принято равномерное распределение нагрузки по длине зубьев. При этом получают

σ_см=2Т/(К_зzhd_срl)<=[σ_см] (6.5)

где Т — номинальный вращающий момент (наибольший из длительно действующих); К_з=0,7...0,8— коэффициент неравномерности нагрузки по зубьям; z— число зубьев;h — рабочая высота зубьев; l — рабочая длина зубьев; d_ср— средний диаметр соединения. Дляпрямобочныхзубьев

h=0.5(D – d)–2f,d_ср =0.5(D +d);

дляэвольвентныхзубьев

h≈m;d_ср =zm

где т — модуль зубьев; [σ_см]— допускаемое напряжение.

Дата добавления: 2015-07-14