страница - 17
Обозначение эвольвентного шлицевого соединения должно включать: номинальный диаметр соединения D; модуль т\ обозначение посадки соединения (полей допусков вала и втулки), размещаемое после размеров центрирующих элементов; обозначение стандарта. Например: 50х2х9Я/9£ ГОСТ 6033—80.
Шлицевые соединения с зубьями прямобочного профиля рассчитывают по ГОСТ 21425—75, который не может использоваться для зубчатых соединений валов со шкивами, паразитными шестернями, а также для соединений, предназначенных для компенсации перекосов. Расчет ведут на смятие и износостойкость. Причиной изнашивания (даже в неподвижных соединениях) является циклическое скольжение рабочих поверхностей зубьев в радиальном и осевом направлениях.
Расчету на смятие подлежат соединения с упрочненными поверхностями (закалкой, цементацией) для начального периода работы до их приработки и соединения без упрочнения рабочих поверхностей или с улучшенными поверхностями для периода работы после приработки. Расчет на износостойкость проводят для периода работы после приработки.
Условие прочности из расчета на смятие:
о = 77[SW]< [о™],(4.2)
где о—среднее давление на рабочих поверхностях, МПа; Т—передаваемый вращающий момент, Н • мм; Sf—удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала, мм3/мм; Sf = 0>bdcphz (табл. 4.5); dcp — средний диаметр шлицевого соединения (табл. 4.5); h — рабочая высота зубьев, мм (см. рис. 4.5, табл. 4.5); г—число зубьев (табл. 4.5); /—рабочая длина соединения, мм; [aCMJ — допускаемое среднее давление из расчета на смятие, МПа:
[аСм]=ат/(5/Ссм/Сд),(4.3)
о*т — предел текучести материала зубьев с меньшей твердостью поверхности; s — коэффициент запаса прочности при расчете на смятие, меньшие значения — для незакаленных рабочих поверхностей неответственных соединений, большие — для закаленных поверхностей и более ответственных соединений: s= 1,25... 1,4; /ССм — общий коэффициент концентрации нагрузки при расчете на смятие; /Сд — коэффициент динамичности нагрузки: Кд=Ттах/Т, при систематической знакопеременной нагрузке без ударов /Сд«2, при частом реверсировании /Сд«2,5, при действии редких, эпизодических пиковых нагрузок на незакаленные поверхности в расчет вводится уменьшенное значение Ттах.
Общий коэффициент концентрации нагрузки
Кем=КзКпрКщ(4.4)
где Кз — коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями: если соединение нагружено только вращающим моментом, /Сз=1; Кщ>— коэффициент продольной концентрации
нагрузки (по длине соединения); Кп—коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки в связи с погрешностями изготовления; до приработки при высокой точности изготовления (погрешности шага зубьев и непараллельность их осям вала и ступицы менее 0,02 мм) /Сп =1,1 .1,2, при более низкой точности Кп= 1,3...1,6, после приработки /Сп=1.
Для соединений валов с цилиндрическими зубчатыми колесами коэффициент Кз определяют из табл. 4.7, коэффициент Кар при
рис. 4.7. К определению коэффициента Кв
расположении зубчатого венца со стороны закручиваемого участка вала (подводе и снятии вращающего момента с одной стороны ступицы, рис. 4.7, а) определяют по формуле Ктгр—Ккр+Ке— 1. Если зубчатый венец расположен со стороны незакручиваемого участка вала (подвод и снятие вращающего момента с разных сторон ступицы, рис. 4.7, б), /Спр принимают равным большему из значений Ке и /Скр. Здесь Ккр — коэффициент концентрации нагрузки от закручивания вала (табл. 4.8) в зависимости от отношения 1/D; Ке — коэффициент концентрации нагрузки в связи со смещением нагрузки от середины длины ступицы — определяют по рис. 4.8 в зависимости от параметров гэ и е:
ip=dcp/(d«?cos aw),
где dw — диаметр начальной окружности зубчатого колеса; aw — угол зацепления; для соединения цилиндрического прямозубого колеса с валом г=е/1 (рис. 4.8), для соединения косозубого колеса с валом (рис. 4.9) в = е/1± (0,5dwtg р cos aw)/l, где р — угол наклона зубьев косозубого колеса (знак плюс принимается при действии в одном направлении моментов от радиальной FVSia и осевой Foe сил на зубчатом колесе относительно точки оси вала, лежащей
v=Q7
О Qt 0,Z QJ 0,4- 0,5 0,6 S-*-
рис. 4.8. График для определения коэффициента Ке
рис. 4.9. К определению параметра е
на середине длины ступицы, минус — в разном). Если соединение нагружено только вращающим моментом, Кир=ККр-
Формулы для вычисления коэффициентов нагрузки в более общих случаях нагружения соединения приведены в ГОСТ 21425—75.
Расчет соединения на износостойкость производят по формуле
о = T/(SFl) < [аиз„1,(4.5)
где [аИзн] — допускаемое среднее напряжение при расчете на износостойкость (значения [аИзн] при постоянном режиме нагружения, средних условиях работы и числе циклов нагружения Л7= 108 приведены в табл. 4.9), в общем случае
[Оизн] = [Оус л]/ (Кизн/Сдолг/Ср),(4.6)
где [аусл] — допускаемое условное напряжение при базовом числе циклов и постоянном режиме работы (табл. 4.10); /СЧзн — коэффициент концентрации нагрузки при расчете на износостойкость:
Кизя = КаКПр\ К3—коэффициент, учитывающий влияние неравномерности нагружения зубьев и различное скольжение рабочих поверхностей при вращении вала: для соединений, нагруженных только
вращающим моментом, К3 = 1, для соединений валов с цилиндрическими зубчатыми колесами К3 см. в табл. 4.7; /(долг — коэффициент долговечности: /СДОЛг = КнКи.; Ка — коэффициент переменности нагрузки (см. табл. 4.11); /Сц — коэффициент, зависящий от
числа циклов: Кц = (W/108)1/3; N — расчетное число циклов, равное суммарному числу оборотов вала за все время работы: при общем времени работы Lh и средней частоте вращения /гвр в одну сторону N = 60LftftBp; КР — коэффициент условий работы: Кр = KcKQC\ Кс — коэффициент, учитывающий условия смазывания соединения: при обильном смазывании без загрязнения Кс — 0,7, при среднем— Кс = 1, при бедном смазывании и работе с загрязнениями Кс = = 1,4; Кос — коэффициент, учитывающий характер сопряжения ступицы с валом: при жестком закреплении ступицы на валу Кос — 1, при небольших осевых смещениях Кос — 1.25, при осевых перемещениях под нагрузкой Кос = 3.
Условие работы соединения без изнашивания при неограниченно большом числе циклов нагружения
а<[аб.и]/(/Сизн/Сн/СР),(4.7)
где [аб.и] — допускаемое наименьшее напряжение из условия работы без изнашивания: [аб.и] = 0,028 НВ, МПа — для нетермообрабо-танных; [аб.и]=0,032 НВ, МПа — для улучшенных; [аб.и]=0,3 HRCa, МПа — для закаленных; [аб.и]=0,4 HRCa, МПа — для зубьев, упрочненных цементацией.
Расчет малоответственных шлицевых соединений на износостойкость разрешается производить по средним допускаемым напряжениям [оизн], приведенным в табл. 4.9.
Шлицевое соединение вала со шкивом отличается преобладанием радиальной силы, которая превышает окружное усилие на
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134]