Расчет шлицевых соединений

Шлицевые соединения.

Многошпоночные соединения, в которых шпонки – это зубья, изготавливаемые вместе с валом, называются шлицевыми (зубчатыми) соединениями.

В зависимости от профиля зубьев различают:

Ø Прямобочные;

Ø Эвольвентные;

Ø Треугольные.

Преимущества шлицевых соединений по сравнению со шпоночными:

Ø Детали лучше центрируются на валах и имеют более точное направление при осевом перемещении;

Ø Увеличивается суммарная рабочая поверхность зубьев;

Ø Уменьшается глубина пазов. Нагрузка более равномерно распределяется по поверхности вала. Это повышает прочность соединения, особенно при динамических нагрузках.

Недостатки:

Ø Шлицевые соединения сложнее изготавливать;

Ø Существенно уменьшают прочность вала;

Ø Создается значительная концентрация напряжений в зоне шлицев, уменьшение усталостной прочности такого вала.

Прямобочные шлицы.

Имеют наиболее широкое распространение. Выполняются с центрированием:

Ø а) по боковым граням. Такое соединение обеспечивает более равномерное распределение нагрузки;

Ø б) по наружному диаметру;

Ø в) по внутреннему диаметру.

Центрирование по внутреннему и наружному диаметру обеспечивает более высокую соосность. Эти две разновидности центрирования зависят от твердости втулки.

Если НВ<350, то центрирование производится по наружному диаметру.

Выполняются шлицевые соединения трех серий:

Ø Легкая (неподвижные, малонагруженные детали);

Ø Средняя (для подвижных средненагруженных соединений);

Ø Тяжелая (передача больших моментов передвижения втулок под нагрузкой).

Число зубьев в шлицевых соединениях может колебаться от 6 до 20. Основное преимущество данных соединений в том, что при передаче крутящего момента, втулка может передвигаться вдоль оси вала.

Эвольвентные шлицевые соединения.

Более прочные и долговечные. Применяются все более широко, но имеют сложность в изготовлении, особенно при окончательной обработке, т.е. шлифовке.

Соединения с треугольными зубьями.

Не стандартизированы, применяются редко. Как правило, для соединения тонкостенных втулок и пустотелых валов. Не передают полезный крутящий момент.

Он подразделяется на: проектировочный и проверочный.

Проектировочный расчет заключается в том, что по диаметру вала и по величине нагрузки подбирается серия и из таблицы выписывается размер шлицев.

Проверочный расчет:

Проводится по напряжениям смятия рабочих поверхностей.

Для прямобочных шлицев:

М_кр – передаваемый крутящий момент;

S_F - удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей шлицев (табличное значение);

ℓ - длина шлицевого сопряжения;

σ_см – принимается в зависимости от материала, из которого изготовлен вал и шлицы.

Для эвольвентных шлицев:

D – наружный диаметр шлицев;

m – модуль шлицевого соединения;

Z – число шлицев.

Подвижное шлицевое соединение иногда еще проверяется на износостойкость.

Дата добавления: 2014-01-20