О.А. Ряховский, А.В. Клыпин - Детали машин (1065792), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Соединения с прямобочными шлицами выполняют с цетггрированием по наружному диаметру Р (рис. 13.6, а), по внутреннему диаметру д (рис. 13.6, б) и по боковым граням Ь (рис. 13.6, в). Рис. 13.6. Виды центрирования прямобочных шлицевых соединений: а — по наружному диаметру; б — по внутреннему диаметру; е — по боковым сторонам шлицев; г — форма прямобочного шпица При выборе способа центрирования руководствуются величиной и характером нагрузки на соединение, требованиями по точности центрирования деталей соединения. Несущую способность шлицевых соединений и износостойкость шлнцев можно значительно увеличить повышением твердости рабочей поверхности (боковых граней) шлицев путем закалки их до высокой твердости.
Однако после закалки происходит искажение сопрягаемых поверхностей, которое можно устранить лишь последующим шлифованием, которое не всегда можно выполнить. Наружное шлифование шлицевых валов по диаметру Р выполняется легко; сложнее шлифовать отверстия в ступицах по диаметру с( и боковые грани зубьев шлицевых валов; невозможно шлифовать боковые грани шлицев и впадины между шлицами по диаметру Р у ступиц. Наиболее надежным (но и более сложным в изготовлении) является соединение, в котором вал и ступица закалены до высокой твердости после нарезки зубьев. В этом случае для получения необходимой точности сопряжения ступицу и вал центрируют по диаметру д. Менее надежным, но и более простым в изготовлении является соединение, в котором отверстие ступицы не закалено и поэтому может быть окончательно получено протягиванием, а вал с предварительно нарезанными зубьями закаливается и шлифуется по наружному диаметру Р.
В этом случае центрирование осуществляют по Р. И наконец, самое простое в изготовлении, но и менее надежное центрирование по боковым поверхностям зубьев применяют в тихоходных механизмах при больших вращающих моментах. Вал и ступица в атом случае не закалены и зубья на них окончательно нарезают (протягивают) без шлифования. Более перспективны соединения с эвольвентными зубьями (шлицами). Их выполняют с центрированием по боковым, рабочим поверхностям (рис. 13.
7, а) или по наружному диаметру (рис. 13.7. б); наиболее распространен первый способ центрирования из-за простоты его получения. Профиль эвольвентных шлицев очерчивается, как и профиль зубьев эвольвентных зубчатых колес, окружностью вершин, окружностью впадин и эвольвентами с углом зацепления 30' (у зубчатых колес 20') при уменьшенной высоте зуба Ь = т (у зубчатых колес И = 2,25т). Размеры эвольвентных шлицев определяются по ГОСТУ 6033-88.
дышл * ~ * л м Р нению с прямобочными: выше прочность на изгиб благодаря 178 179 в) Рис. 13.7. Вццы центрирования эвольвентных шлицевых соединений (а. б), шлицевое соединение треугольного проФиля (в) утолщению зубьев у основания; меньше концентрация напряжений, поэтому выше сопротивление усталости; выше прочность на смятие благодаря увеличенному числу зубьев; при производстве требуется меньшая номенклатура фрее, так как эвольвентные шпицы одинакового модуля можно нарезать одной фрезой или долбяком, в то время как при изготовлении прямобочных шлицев для каждого размера и числа зубьев требуется отдельная фреза; при обработке зубьев (шпицев) могут быть использованы совершенные технологические процессы, применяемые для изготовления зубьев зубчатых колес.
Недостатки: более дорогие эвольвентные протяжки для малых диаметров ступиц, шлифование звольвентных шлицев более сложно, чем прямобочных. Шлицевые соединения треугольного профиля (рис. 13.7, в) применяют редко при стесненных габаритах в радиальном направлении. Эти соединения центрируют по боковым сторонам зубьев. Размеры шпицев треугольного профиля установлены отраслевыми стандартами (ОСТ) и нормалями. В основном их применяют в кинематических (приборных) механизмах. При необходимости беззазорного соединения применяют конические соединения треугольного профиля с конусностью 1: 16 на валу.
180 Основными видами отказов шлицевых соединений являются смятие и износ рабочих поверхностей. Износ является следствием работы сил трения при взаимных микроперемещениях контактирующих поверхностей в процессе работы. Особенно большой износ в шлицевых соединениях наблюдается при скудной загрязненной смазке, больших напряжениях смятия. Износостойкость соединения повышают с помощью увеличения твердости контактирующих поверхностей закалкой, уменьшения зазоров между зубьями, а также применяя смазочный материал и хорошее уплотнение от загрязнения. Основным расчетом шлицевых соединений является р а счет на смят не. Размеры шлицев выбирают в соответствии с ГОСТом по диаметру вала.
При расчете проверяют напряжения смятия на рабочих поверхностях зубьев и сравнивают их с допускаемыми. Напряжения смятия о,„находят в предположении равномерного распределения напряжений по рабочей поверхности зубьев. Неравномерность распределения нагрузки между зубьями из-за ошибок изготовления учитывают коэффициентом Ьрн. Таким образом, 2ТЬрн 10 Ь) г (13.
1) Ь= — — 21;г(, где Ю вЂ” наружный диаметр зубьев вала; с( — внутренний диаметр ступицы; 7' — размер фаски (рис. 13.6, г). Для эвольвентного профиля (см. рис. 13.7, а. б) Ь 0 8ш) асср 0 1 1гн где гп — модуль зубчатых венцов. Приближенность расчета компенсируют выбором допускаемых напряжений смятия (о),„, установленных с учетом опыта эксплуатации и экспериментов. 181 где Т вЂ” передаваемый вращающий момент, Н - м; Ьрн — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между парами зубьев из-за ошибок изготовления по шагу (принимают Ь)н = 1.1...1,5); г(,р — средний диаметр; Ь— рабочая высота зубьев; 1 — рабочая длина зубьев," [о],„— допускаемые напряжения смятия (табл. 13.1). Для прямобочного профиля [см. рис.
13.6) Т а б л и ц а 13.1 14.1. общие сведения Ко ьные воп 6. 7. 183 Допускаемые напряжения смятия [о[он МПа Примечания: а — тяжелые условия эксплуатации: нагрузка эвакопсрсмсвиая с ударами, смазка скудиал или отсутствует; б — средние условия эксплуатации: эиакопостолииая переменная нагрузка с амплитудой ие более 10% от постоянной, смазка присутствует; в — хорошие условия эксплуатации: статическая (постоянная) нагрузка„смазка хорошая. В чем различие между напряженными и иеиапрлжеивыми шпоиоч- иыми сосдииевиями7 Какой вид шпоиок примввявгсл наиболее широко? По какому критерию рассчитывают шпоиочиые соедивеиия? Какая форма зубьев обеспечивает наибольшую их прочиость? Какие способы центрирования шлицсвых соединений применяют в машивостроеиии7 В каких случаях применяют соединения треугольного профиля7 По какому критерию рассчитывают шлицевые сосдииевии7 Резьбовые сое инения Резъбоеыгяи соединениями называют соединения деталей с помощью резьбы. В качестве резьбовых элементов используют болты, винты, шпильки и гайки (рис.
14.1). Основным преимуществом болтового соединения (рис. 14.1, а) является то, что оно не требует выполнения резьбы в соединяемых деталях. Применяют болтовые соединения при относительно небольшой толщине соединяемых деталей и когда материал детали не обеспечивает достаточной прочности резьбы. Винты (рис.
14.1, б) применяют, когда корпусная деталь большой толщины не позволяет выполнить сквозное отверстие для установки болта, или при жестких ограничениях конструкции по весовым параметрам. Шпильки (рис. 14.1, в) применяют вместо винтов, если прочность материала детали с резьбой недостаточна (сплавы на основе алюминия), а также при частых сборках и разборках соединений. В этом случае шпилька завинчивается в деталь один раз на все время работы соединения, а при сборках и разборках работает более прочная резьба на участке свинчивания с гайкой.
Формы головок винта (болта) и гайки могут быть различными в зависимости от условий конструкции, сборки и т. д. Широкое применение резьбо- о) 6) с) вых соединений в технике определяется: возможностью создания больших сил сжатия деталей при небольшой силе, приложенной на ключе (выигрыш в силе для крепежных резьб составляет 70 — 100 раз); малыми габаритами резьбовых деталей; полной рис. 14.1. Виды рсэьзовых ззаимозаменяемостью резьбовых соединений: а — болтовое; деталей в связи со стандартиза- о — винтовое;с — шпилсчиос Н= с,бббР Н1 = 0.541Р 2я Н = О,бббР Н, 0,841Р Винт в) Н» 1,588Р Н, 0ДВР 185 цией резьб; возможностью централизованного изготовления резьбовых деталей на специальных станках, возможностью получения разъемного соединения деталей.
14.2. Основные типы и параметры резьб Резьба выполняется на цилиндрической поверхности, реже на конической. Различают резьбу правую и левую. В основном используется правая резьба (рис. 14.2). Винтовую линию получают огибанием цилиндра плоскостью с наклонной линией под углом ~у. Если на расстоянии яг на плоскости нанести еще одну наклонную линию, то прн огибании цилиндра получают двухзаходную резьбу (рис.
14.2) с ходом резьбы Рб. Угол подъема винтовой линии определяют по формуле Профиль резьбы образуют заданием фигуры А. Если перемещать фигуру А по винтовой линии, то получим резьбу заданного сечения. В зависимости от формы сечения различают резьбы: треугольную метрическую (рис. 14.3, а), трапецеидальную (рис. 14.3, б), упорную (рис.
14.3, е) и др. В качестве основной крепежной резьбы применяют жегарическую резьбу (рис. 14.3, а). Профиль этой резьбы треугольный с теоретической высотой Н. Вершины резьбы по наружному диаметру а винта и внутреннему диаметру 1)1 гайки срезаны соответственно на Н/8 и Н/4. В результате получают рабочую высоту профиля Н1. Стандартом регламентирован радиус скругления резьбы В1 = Н/6 на внутреннем диаметре винта. Радиус существенно влияет на усталостную прочность винта. Рис. 14.2. Образование двухваходной резьбы Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
