Расчет и проектирование планетарных коробок передач (1034674), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Эти соединения центрируют только по боковым сторонам (рис.2.4.); они не стандартизированы и изготовляют их по отраслевым нормалям.Наружный диаметр D и длину l шлицевого соединения устанавливают в процессе конструирования. Целесообразно ограничивать длину шлицев l ≤ 1,5D. При l > 1,5D резко возрастаетнеравномерность удельных сил по длине соединения и трудоемкость изготовления. В глухих отверстиях ступиц с необходимой точностью возможно изготовление только эвольвентных зубьевограниченной длины (обычно при l ≤ 0,4D) методом обкатки на зубодолбежных станках.
Не следует размещать зубья на большой глубине в глухом отверстии, так как это сопряжено с понижением точности изготовления. Дно глухого отверстия должно быть плоским или вогнутым.2.2. Расчет прямобочных шлицевых соединений.Обозначение, наименование параметров и единицы измеренияd - внутренний диаметр ступицы, мм;D - наружный диаметр вала, мм;z - число зубьев (шлицев);fB - номинальная высота фаски на зубьяхвала, мм;fc - номинальная высота фаски на зубьяхступицы, мм;l - рабочая длина соединения, мм;IK - геометрическая характеристика крутильной жесткости, мм4;МК - расчетный крутящий момент (наибольший издлительно действующих моментов), Нмм;G — модуль упругости материала вала при сдвиге,мПа;σ - среднее напряжение на рабочих поверхностях,мПа;[ σ ]см - допускаемое среднее напряжение при расчете на смятие, мПа;[ σ ]би - допускаемое наибольшее напряжение из условия работы без износа, мПа;[ σ ]изн - допускаемое среднее напряжение прирасчете на износ, мПа.S F - удельный суммарный статический моментплощади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала, мм3/мм.Расчет прямобочных шлицевых соединений производится в соответствии с ГОСТом21425-75, который распространяется на соединения валов с зубчатыми колесами, муфтами и19другими деталями.
Шлицевое соединение следует рассчитывать по критериям смятия и износа. Соединения, нагруженные только крутящим моментом, на износ не рассчитываются. Длясоединений, подверженных действию единичных за срок службы кратковременных перегрузок,зубья дополнительно проверяются на срез при этих перегрузках.Расчет на смятие проводится: для соединений с упрочненными рабочими поверхностями (закалка, цементация) для начального периода работы до приработки; для соединений, не имеющих упрочнения рабочих поверхностей или с улучшенными поверхностями, дляпериода работы после приработки. В последнем случае учитывается снижение концентрации нагрузки после начальной приработки. Расчет на износ проводится для периода работыпосле приработки.2.2.1. Расчет шлицевого соединения на смятие.При расчете соединения на смятие определяется среднее напряжение на рабочих поверхностях шлицов и сравнивается с допускаемыми:σ=M крSF l≤ [σ ]см , МПагде [ σ ] см - допускаемые средние напряжения при расчете на смятие, МПа;Мкр - расчетный крутящий момент (наибольший из длительно действующих моментов),Н·мм;S F - удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединенияотносительно оси вала, мм3/мм (определяется по таблице 2.1);l - рабочая длина шлицов, мм.Допускаемое среднее давление при расчете на смятие, МПа[σ ]см =σТn ⋅ К см К Д.Предел текучести материала шлицев σТ выбирается для сопрягаемой детали меньшей твердости.
Значения σТ определяются по таблицам механических характеристик материалов в зависимостиот термической обработки. Для материалов с поверхностным термическим или химико-термическимупрочнением под σТ следует понимать предел текучести поверхностного слоя.Коэффициент запаса прочности при расчете на смятие n принимается равным 1,25 - 1,4, гденижние значения выбираются для незакаленных рабочих поверхностей неответственных соединений, а верхние - для закаленных рабочих поверхностей и более ответственных соединений.Коэффициент динамичности нагрузкиKД =М max,M кр20где Mmax - допускаемый максимальный крутящий момент, передаваемый соединением при повторяющихся пиковых нагрузках (например, при пусках), Нмм.При систематической знакопеременной нагрузке (реверсивная нагрузка без ударов) КД равен,приблизительно, 2; при частом реверсировании, примерно, 2,5; для незакаленных рабочих поверхностей под действием редких пиковых нагрузок, в расчет вводится уменьшенный динамический момент.Общий коэффициент концентрации нагрузки при расчете на смятиеКсм = Кз Кпр Кп.Коэффициенты формирующие величину коэффициента концентрации нагрузки определяются взависимости от вида нагружения шлицевого соединения:а) нагружение только крутящим моментомКоэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями Кз = 1.Коэффициент Кп учитывает концентрацию нагрузки и погрешность изготовления.
До приработки при высокой точности изготовления (погрешность шага зубьев и непараллельность их осямвала и ступицы менее 0,02 мм) Кп = 1,1 - 1,2 при более низкой точности изготовления Кп =1,3 - 1,6.После приработки Кп =1.Коэффициент продольной концентрации нагрузки (по длине соединения)Кпр = КкрКоэффициент концентрации нагрузки от закручивания вала Ккр определяется по таблице 2.3.Таблица 2.3.Отношение l/DНаружный диаметр валаСерияЛегкаяСредняяТяжелаяДо 2611,31,52,02,53,0Коэффициент концентрации нагрузки Ккр2121212121,11,71,22,21,42,61,53,21,730-5058-120До 1920-3032.5054—112Св.
1121,51,81,61,71,92,42,81,21,31,21,21.31,41,52,02,62,12,32,83,54,11,31,41,31,41,51,71,92,63,42,83,03,74,85,51,51,71,51,61,82,12,53,34,23,53,84,65,86,81,82,01,71,92,12,42,73,95,14,14,55,5708,21,92,21,92,12,32,83,1До 2323—3235—6572—102Св. 1022,02,42,72,93,11,31,41,51,61 ,73,03,54,14,34,71,61,81,92,02,14,04,75,35,66,21,92,12,22,42,55,05,76,87,07,82,22,42,72,83,06,07,08,08,59,32,52,83,13,33,5D,мм1,021Примечания:1. Коэффициент К кр приведен для двух случаев:а) до приработки (для расчета на смятие);б) после приработки для соединений, работающих с переменным режимом.2.
Для соединений, работающих с постоянным режимом, после приработки Ккр=1б) нагружение от соединения вала с цилиндрическим зубчатым колесомКоэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями Kз определяется по таблице 2.4 в зависимости от параметра ψ, который вычисляется по следующей зависимостиψ =где d ср =D+d;2d ср(2.1)dω cos α ωdω – диаметр начальной окружности зубчатого колеса (для конического колеса – средний диаметр);αω – угол зацепления зубчатой передачи, град.Таблица 2.4.ψKз0,301,60,351,70,401,80,451,90,502,00,552,10,602,20,652,40,702,70,753,0К з'1,11,21,41,61,92,22,53,03,74,5Коэффициент продольной концентрации нагрузки Кпр (по длине соединения):•при расположении зубчатого венца со стороны закручиваемого участка вала (подводеи 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 таблице2.3.Коэффициент концентрации нагрузки в связи со смещением нагрузки от средней плоскостиступицы Ке рекомендуется определять по графику на рис.2.7 в зависимости от параметров ψ и ε.Для соединения цилиндрического прямозубого колеса с валомelε= ,для соединения косозубого колеса22elε= ±0, 5d срltg β cos αω ,где β – угол наклона зубьев, град.;знак «плюс» при действии в одном направлении обеих составляющих моментов от осевой Fос ирадиальной Fрад сил на зубчатом колесе относительно точки оси вала, лежащей на середине длиныступицы, «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 нагруженияКоэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями Kз определяется по таблице 2.4 в зависимости от параметра ψ, который вычисляется по следующей зависимостиψ=Fd ср,22F = Fокр± Fрад,2M Kгде Fокр – окружная сила, действующая в зубчатом зацеплении (см.рис.2.8);(2.2)Fрад – радиальная сила, действующая в зубчатом зацеплении (см.рис.2.8).Коэффициент продольной концентрации нагрузки Кпр (по длине соединения):•при расположении зубчатого венца со стороны закручиваемого участка вала (подводеи 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, гдеε = Fe ± 0, 5 Fос dω ,где F – расчетная длительно действующая сила, воспринимаемая соединением, Н;Fос – осевая сила в зубчатом зацеплении, Н (см.рис.2.8);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.232.2.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
