Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Расчет шлицевого соединения



 

В авиационных конструкциях применяются соединения с прямобочными, эвольвентными и треугольными шлицами. Соединения с треугольными шлицами применяются только для весьма тонкостенных деталей и в настоящем пособии не рассматриваются.

Основные размеры соединений с прямобочными и эвольвентными шлицами показаны на рис. 22 и 23 и приведены в табл. 26 и 27.

При выборе размеров соединения для ступенчатых валов необходимо обеспечить, чтобы диаметр по впадинам шлицев был больше, чем диаметр соседнего участка вала. Разность диаметров определяется технологическими требованиями.

Таблица 26

Основные размеры соединения с прямобочными шлицами (по ГОСТ 1139 – 80 )

 
Легкая серия
6×23×26 6×26×30 6×28×32 8×32×36 8×36×40 8×42×46 8×46×50 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4   8×52×58 8×56×62 10×62×68 10×72×78 10×82×88 10×92×98 10×102×108   0,5
Средняя серия
6×13×16 6×16×20 6×18×22 6×21×25 6×23×28 6×26×32 6×28×34 8×32×38 8×36×42 3,5 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4   8×42×48 8×46×54 8×52×56 8×56×65 8×62×72 10×72×82 10×82×92 10×92×102 10×102×112 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
                   

Рис.22

Рис.23

 

Для эвольвентных шлицев диаметр окружности впадин зубьев определяется по формулам:

- при плоской впадине;

- при закругленной впадине.

 

Таблица 27

Наружные диаметры D, модули m и числа зубьев z эвольвентного шлицевого соединения (по ГОСТ 6033 – 80)

D, мм Модуль m
Ряд   1,25        
Ряд   1,5   2,5   3,5  
Число зубьев
- - - - - - - - -                                                
                               

Проверка прочности соединения производится на смятие боковых поверхностей шлицев:

.

Здесь - число шлицев.

Средний диаметр соединения определяется по формулам:

- для соединения с прямобочными шлицами;

- для соединения с эвольвентными шлицами.

Рабочая высота боковой грани определяется по формулам:

- для соединения с прямобочными шлицами;

- для соединения с эвольвентными шлицами.

Расчетная длина соединения определяется длиной ступицы установленной детали. Если в соединении имеются дополнительные цилиндрические центрирующие пояски (см. рис.23), расчетную длину соединения следует принять равной .

Допускаемое напряжение смятия определяется по формуле

.

При этом принимается минимальное значение предела текучести из двух значений – для вала и для ступицы установленной детали.

Запас прочности принимается равным .

Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений смятия, определяется по формуле

.

 

Коэффициент, учитывающий точность изготовления, принимается равным:

- при высокой точности изготовления;

- при невысокой точности изготовления.

Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (шлицами), определяется по эмпирическим формулам:

- при ;

- при >0,6.

Здесь - коэффициент, зависящий от радиальной нагрузки в соединении.

Если в соединении имеются дополнительные центрирующие пояски (см. рис.23), следует принять .

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине шлицевого соединения определяется в зависимости от схемы нагружения соединения, как показано на рис. 24 .

Если радиальная нагрузка смещена от середины ступицы в сторону места подвода крутящего момента, то

.

 

Если радиальная нагрузка смещена в сторону, противоположную месту подвода крутящего момента, то

- при > ;

- при < .

 

Значение коэффициента , учитывающего влияние опрокидывающего момента, определяется по графику, приведенному на рис. 25.

 

Рис. 24 Рис.25

 

При этом параметр определяется по формуле

,

где опрокидывающий момент определяется выражением

.

Здесь и - смещения от центра соединения соответственно радиальной F и осевой нагрузок, определяемые по чертежу конструкции (см. рис.24). Значения F, Fa, e и r определяются с учетом их знаков в системе координат, приведенной на рис. 24.

Если радиальная нагрузка в соединении равна нулю или мала ( <0,2), значение коэффициента следует определять по формуле:

.

 

Если в соединении имеются дополнительные центрирующие пояски, следует принять .

Коэффициент , учитывающий деформации вала и ступицы на длине соединения, для прямобочных шлицев определяется по табл. 28.

 

Таблица 28

Серия Наружный диаметр, Величина при L/D
0,75 1,00 1,25 1,70
  Легкая До 26 30…50 50…120 1,20 1,30 1,50 1,30 1,50 1,80 1,50 1,70 2,20 1,70 2,00 2,60
    Средняя До 19 20…30 32…50 54…112 свыше 112 1,34 1,40 1,60 1,80 2,05 1,60 1,70 1,90 2,40 2,80 1,85 2,00 2,40 2,90 3,40 2,10 2,30 2,80 3,50 4,10

Для эвольвентных соединений значение коэффициента определяется по табл. 29 в зависимости от безразмерного параметра .

 

Таблица 29

1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0
1,36 1,60 2,20 2,84 3,60 4,26 5,00

 

Условная длина шлицевого соединения выбирается в зависимости от соотношения диаметра ступицы и среднего диаметра шлицев:

- при ;

- при ;

- при < 1,4.

Расчет на изнашивание выполняется для подвижных шлицевых соединений. Условие износостойкости имеет вид:

.

Допускаемое напряжение изнашивания рекомендуется определять по формуле

.

Базовое значение допускаемого напряжения изнашивания определяется по табл. 30 в зависимости от твердости поверхности шлицев и параметров и . Значение базового напряжения увеличивается или уменьшается в зависимости от условий работы соединения. Так при реверсивной работе , иначе .

 

Таблица 30

Параметры нагружения Термообработка и твердость
    без термообр. 20HRC улуч-шение 28HRC закалка   цемент. или азотир.
40HRC 45HRC 52HRC
  0,59 0,25 0,50
  0,50 0,25 0,50
  0,42 0,25 0,50
  0,35 0,25 0,50

 

При центрировании детали по наружному или внутреннему диаметру шлицев допускаемое напряжение может быть увеличено на . При центрировании по боковым граням шлицев . Однако, при наличии дополнительных цилиндрических центрирующих поверхностей (см. рис.23)

.

Коэффициент долговечности при расчете шлицевых соединений определяется по формуле

.

При этом эквивалентное число циклов перемены напряжений определяется по формуле

.

При невыполнении условий прочности на смятие или износостойкость шлицев необходимо ввести изменения:

- уменьшение неравномерности распределения нагрузки;

- изменение материалов или термообработки;

- увеличение размеров соединения и переработка конструкции вала.

 




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.

Президентские телки VIP эскорт