ГЛАВА 1-2 (Расчет валов и шлицов) (1034487), страница 5
Текст из файла (страница 5)
для соединения косозубого колеса
где β – угол наклона зубьев, град.;
знак «плюс» при действии в одном направлении обеих составляющих моментов от осевой Fос и радиальной Fрад сил на зубчатом колесе относительно точки оси вала, лежащей на середине длины ступицы, «минус» - в разном.
Коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки в связи с погрешностями изготовления, Кп рассчитывается так же, как и для случая действия только крутящего момента.
в) общий случай нагружения
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями Kз определяется по таблице 2.4 в зависимости от параметра ψ, который вычисляется по следующей зависимости
Коэффициент продольной концентрации нагрузки Кпр (по длине соединения):
-
при расположении зубчатого венца со стороны закручиваемого участка вала (подводе и снятии крутящего момента с одной стороны ступицы, рис.2.5)
Kпр = Ккр + Ке -1
-
при расположении зубчатого венца со стороны незакручиваемого участка вала (подводе и снятии крутящего момента с разных сторон ступицы, рис.2.6) Kпр выбирается равным большему из значений Ккр и Ке.
Коэффициент концентрации нагрузки от закручивания вала Ккр определяется по таблице 2.3.
Коэффициент концентрации нагрузки в связи со смещением нагрузки от средней плоскости ступицы Ке рекомендуется определять по графику на рис.2.7 в зависимости от параметров ψ и ε, где
где F – расчетная длительно действующая сила, воспринимаемая соединением, Н;
Fос – осевая сила в зубчатом зацеплении, Н;
е - смещения середины зубчатого венца относительно середины шлицевого участка ступицы, мм (см.рис.2.7).
Коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки в связи с погрешностями изготовления, Кп рассчитывается так же, как и для случая действия только крутящего момента.
2.2.2. Расчет шлицевого соединения на износ
Расчет шлицевого соединения на износ проводится по формуле:
Допускаемое среднее напряжение при расчете на износ
Допускаемое условное напряжение [ σ ]усл при базовом числе циклов и постоянном режиме работы определяется по таблице 2.5.
Таблица 2.5
Термическая обработка и средняя твердость поверхности | |||||||
Без обработки HRC 20 (НВ 218) | Улучшение HRC 28 (НВ 270) | Закалка | Цементация и закалка или азотирование HRC 60 | ||||
HRC 40 | HRC 45 | HRC 52 | |||||
Наибольшее допускаемое напряжение [ σ ]усл, мПа | |||||||
95 | 110 | 135 | 170 | 185 | 205 | ||
При работе с частыми реверсами [ σ ]усл рекомендуется снижать на 20—25%. |
Общий коэффициент концентрации нагрузки при расчете на износ
Коэффициент, учитывающий влияние неравномерности нагружения зубьев на износ и различное скольжение на рабочих поверхностях при вращении вала:
-
для случая нагружения от соединения вала с цилиндрическим зубчатым колесом по таблице 2.3 в зависимости от параметра ψ, который вычисляется так же, как для расчета шлицевого соединения на смятие по зависимости (2.1);
-
для общего случая нагружения по таблице 2.3 в зависимости от параметра ψ, который вычисляется так же, как для расчета шлицевого соединения на смятие по зависимости (2.2).
Коэффициент долговечности
КДОЛГ = Кн Кц.
Коэффициент переменности нагрузки
где Ni - число циклов работы соединения с нагрузкой Mкi при вращении в одну сторону;
N - расчетное число циклов, определяемое как суммарное число оборотов вала за общее
время работы.
Коэффициент числа циклов
где базовое число циклов N0 = 108.
Коэффициент условий работы
Кр = Кс Кос.
Коэффициент, учитывающий условия смазки соединения Кс: при обильной смазке без загрязнения Кс= 0,7; при средней смазке Кс = 1,0; при бедной смазке и работе с загрязнением Кс = 1,4.
Коэффициент, учитывающий условия осевого закрепления ступицы на валу и ее перемещение под нагрузкой Кос: при жестком закреплении ступицы на валу Кос = 1,0; при закреплении, допускающем небольшие осевые смещения (например, с помощью вилок) Кос = 1,25; при осевых перемещениях под нагрузкой (например, в карданных передачах) Кос =3.
2.3. Расчет эвольвентных шлицевых соединений
Расчет эвольвентных шлицевых соединений ввиду отсутствия соответствующего общего для машиностроения ГОСТа и установившегося расчета проводят на базе ОСТ 23.1 459-78 и ОСТ 21 458-78 для соединений без осевых перемещений по валу под нагрузкой сельскохозяйственных тракторов, Этот расчет условно можно использовать как ориентировочный для шлицевых соединений других машин.
Расчетное условие
где σmax – напряжение на поверхностях зубьев, мПа;
К – общий коэффициент неравномерности распределения нагрузки;
[σ] = 1,2·HRC - допускаемое напряжение, мПа;
SF - удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения
относительно оси вала, мм3/мм (определяется по таблице 2.2).
При расположении зубчатого венца со стороны незакручиваемого участка вала
где е — смещение нагрузки от середины длины l ступицы;
d и α - делительный диаметр и угол профиля зуба соединения;
dВ —диаметр основной окружности зубчатого колеса.
При расположении зубчатого венца со стороны закручиваемого участка вала
19