Биргер И А , Шорр Б Ф , Иосилевич Г Б - Расчет На Прочность Деталей Машин Справочник (1993.4 Изд)(Scan) (947315), страница 20
Текст из файла (страница 20)
чем для иепадвнжныт соединений, в 4 — 5 раа 6. Средние напряжения смятня о (при 01 =- 1) в длительно рабстаюшн» соединанияк сы ! «ала втуз н Соединение Трансмиссии грузовых и легковых автомобилей 12 — 13 30 — 60 Прямабачнсе 43 — 63 14 — 10.4 1!О-!60 Полуось — поеупсевая втулка Зубчатьш муОты коробок передач 27 — 70 Эвольвеитное Коробки приводов авиационник двигателей 35 — 42 Эвальвентиое Зт — 42 Валы и зубчатые колеса Торсионные рессоры 50 — 100 !ОΠ— 150 П р и ч е ч а н и я ! Средние напра ьення в соединеяиях трансмиссия тракторов приблизятельно таке« же как и в аятомобнлях 2.
В подвижном соединении каРданиого вала автомсбнла маРки БелАЗ 540 Оса = 45 МПа Ведочыи дне~ сцепления — пер. вичнын вал коробки передач Вторичный вал коробки передачи- зубчат е колесо 1-и передачи Вторичный вал коробко передач— йэланец карданного вала Подвижные соединения карданных валов 45 — го До 30 До 65 До 65 46 — «5 До ЗО 42 — 56 До ЗО До 64 Да 65 50 — 65 50 — 65 Расчет иьхицсемх соединений на прочность г (гг рнс, 7. Коццьптрьцц» цьпркненна прц «ручьнцц шлнцеьма валок~ и — а =- с', б — а = Зэ', л — а = эс' боковым поверхностям и 0 = 0,9 при центрировании по наружному диаметру; т — модуль шлицев, йд — диаметр делнтельной окружности; в) для треугольных зубьев (см.
рис. 4) Пв кц Л= 2 йс р = ~~д = "|х. ПРедельный момент, передаваемый соединением, "ар Мн пр = (о)сма"( — ф = Зсм( (о) см, (з) где приведенный статический момент йср Зсм = хЛ вЂ” ф. Значения Зсм при 2 ф = 0,70 для примобочных соединений приведены в табл. 3. При действии переменных нагрузок нередки случаи разрушения деталей со шлнцами (в особенности тонкостенных валов) от усталости из-за высокой концентрации напряжений.
В свободной (неконтактирующей) части Шлацсваго вала имеет место значительная концентрация касательных напряжений. Теоретический коэффициент концентрации касательных запря. женнй при кручении шлицевого вала 'Схсьх ах = —, сн где тшьк и тн — соответственно максимазьное и номинальное напряжение в зубчатом валу при кручении; дли сплошного вала Мн М н " (4) йун 0,2хР ' здесь Иу„ — момент сопротивления се. кения вала кручению; й — внутренний диаметр зубчатого вала.
На рис. 7 показано изменение теоретического коэффициента концентрации напряжений по контуру шлицев прямобочного (рис. 7, а), треугольного (рис 7, б) и эвольвентного (рнс. 7, в) профиля с одинаковой высотой Л и махсимальными радиусами галтелей. В расчетак на прочность учитывают максимальное значение шх, соответствующее наиболее нагруженной точ. ке на контуре. В контактирующей части вала касательные напряжения уменьшаются благодаря распределению крх тящего момента по длине соединения.
Однако в этой части вала появляются нормальные и касательные напряжения от изгиба и сднига зубьев, наибольшие значения которых также нонцентрируютси в основании шлицев На рис. й показано изменение контурных (главных) напряжений в галтелнх зубьев при контактном давлении о„м == 10 МПа Максимальные нормальные иапряжених. в контактирующей части соединении оказывается обычно ниже ка. сательных напряженчй в свободной части шлицевого вала, поэтому раэ.
рушение шлицевых валов от усталости происходит, как правило, в не- контактирующей части '. Если разрушение прсксксцкт ь кснтьктцрующеа части, то ену предшествует сущьстььннма цьксс шлкцьь. Шлоноюым и шличелые соединения Рлс. й. Концептрецпе пспрпз елей от изгиба зубьев т lмтл ум л25 В приближенных расчетах на сопротивление усталости шлицевых ва. лов учитывают концентрацию напра.
жеиий от кручении. Значения теоретических козффициеитов концентрации иапряжеиий при кручении прямобочиых шлицевых валов приведены в табл. 3. Для валов с эвольвентиыми зубьями при г.... 1! — !4 16 — 32 а... 1,55 — 1,62 1,76 — 1,82 при г, . . . . 24 — 36 > 38 а, , . . . 1,86- 1,92 1,93 1,98 Большие зиачения ат соответствуют большим г. ИЗНДШИВДИИБ СОБДИНБНИ() Шлицевые соединения выходят из строя в осиовиом вследствие изиашиваиия боковых (рабочих) поверхностей шпицев (зубьев). Изиашиваиие наблюдается в шлнцеаых рессорах, передающих крутящий момент от одного агрегата к другому, в кардаииых валах, в соедииеииях валов и зубчатых колес и др.
Изнашяваиие зубьев связано с ирак. тически неизбежными циклическими смещеииями деталей соедииеиия под. действием радиальной иагрузки, в результате иесовпадеиия или взаимиого иаклона осей при действии крутящего момеита. Начальный моитажный пере. кос может возрастать в работе за счет тегловых деформацлй, изменения вза. имиого расположения деталей чод нагрузкой и т. д.
Изиашивавие шлицевых соединений происходит более иитеисивно при раз. витии иа рабочих грапях контактиой коррозии, которая появляется даже в соединениях с высокой твердостью рабочих поверхиоссей (45 — 55 НВСл) и при сравиительио невысоких сред. иих контактных напряжениях (о,м = = 50 МПа), Условиыге расчет иа износостойкость можно проводить по допускаемой удельной мощности трения (мощиости трения, отиесеиной к 1 ммз контактиой поверхности шлицев) з. Если принять, что ось шлицевого вала в результате моитажа или под нагрузкой получила перекос иа угол Ьф (рад) по отиошеиию к оси охваты. вающей втулки (ступипы колеса), то наибольшее взаичиое смещение точек зубьев на один оборот составит 'а! = афдср ~у ! + ( — ) (5) где ! и дср — соответстаеиио длина и средний диаметр соединения, мм.
Скорость относительного скольже. ния. мм!с, (6) а удельная мощность трения й)т = покроем = 60 М см й~ (дср) ГОст 2!425 — 75 рекочснлует более сложный метой рзсчете прлцобочпыл юле. цееыл соеянлсллй Изнаяшваняе соединений где л — частота вращения шлипевого вада, мин ', р — козффипиент трения; о — среднее контактное давление в ом соединении прн ф =- 1.
Обычно в удовлетворительно ра. бегающих соединениях рессор при твердости поверхностей деталей >50 НКС„углах перекоса Л~р я ~ 7' (ь,0,002 рад) и бедной смазке ( 150 Н мьд(мма с), а при обильной смазке К, (250 Н мм!!мие с), Допустимый угол перекоса в шлицевых сое„инеьиях по условиям изиосостойкостн (Аер) ~ 80 (Н,) уз )еосмпйср 1Г 1+ ( — ) 1 - (,й — ср,) (8) где (Л', ) — допускаемая мощность трения, Н мм7(мма с). Можно принимать г [)Ут) .=- 3 НКС, при бедной смазне масляный туман и др.) соединений; Фз) = 5 НКСа для соединений при обильной смазке.
Если затрачиваемая на трение мощность А', ( 1 НКС, рри обильной смазке и Фт ( О,б ЙКСв при бедной смазке, то изнашиваяие в соединениях практически не наблюдается прн неогранччепно большом числе циклов нагружения. Из соотношения (8) следует, что допустимый угол перекоса де алей в соединении может быть увеличен за счет снижение контактных давления н коэффициента трения.
Для снижения коэффициента трения применяют различные гальнаннчесние покрытия (никелевое, медное, серебряное, кадмиевое, окнсное н др.). Толщина слоя металлических покрытий б — 15 мкм. Для повышения износостойкости при. меняют также покрытия нз твердых смазан на основе дисульфида молибдена и дру'гие, зазоры заполняют термопластичными полимерами типа зпоксидных и факельных смол. Повышение износостой кости наблю. дается при использовании твердых и Пря неодинаковой твердости поверя воетей еооряеаемм» деталей расчет в дуг даа летала с наьмекьшай твердостью паверхвоея а 4 заква еоз непрерывной подачи в зону контакта масла, стабилизирующего тепловой ре.
жим). Эффективным оказывается также применение химико-термической и уп. рочняюшей обработки дчя повыше. ния износостоикости. Азотироваиию подвергают шлицевые валы (рессоры) из сталей ЗВХ2МЮА, ЗВХА, 40ХН2МА. Толщина азотированного слоя 0,1 — 0,3 мм, твердость азотированнай поверхности для стали ЗВХ2МЮА 58 — 61 НКС, (в сердцевине 30 — 37 НКСа); валы йз сталей ЗВХА и 40ХН2МА имеьот твердость поверхности 45 НКСз и сердцевины 28 — 35 НКСа Валы из сталей 12Х2Н4А, 18Х2Н4МА н другие цементируют на глубину 0,2 — 0,7 мм. Твердость поверхности шлицев НКСа 55 — 58, твердость сердцевины 32 — 41 НКС,. Валы и рессоры нз сталей 12Х2Н4А, 12ХНЗА, 18Х2Н4МА и другие иногда подвергают циавированию на глубину 0,2 — 0,4 мм.
Твердость поверхностного слоя 57 — 59 НКС„а твердость серддевкиы 32 — 41 НКС,. Применяют также закалку поверхности до твердости 45 — 50 НКСв. В последние годы для повышения износостойкасти широко применяют виброшлифование ь дробеструйное упрочиение шлицевых детален (см. гл. 34). Диаметр шарика обычно дш ( 0,1г (г — радиус округления во впадинах шпицев). Основным методом оценки надежяости шлицевых соединений являются ресурсные испытания в стендовых или эксплуатационных условиях.
Ускоренные исрьжания можно проводить с заранее созданным перекосом. Эффективными средствами повышения иэносостойкосги соединений являются: а) уменьшение углов перекоса осей сопрягаемых деталей прн монтаже и в рабочих условиях (за счет неранномерного нагрева, деформации под нагрузкой и т. п ). Угол перекоса свыше ру нежелателен для валов (рессор) с йс =. 10 —:50 мм. Длн соединений, ср допускающих относительное проскальзывание., глы перекоса свыше 40' недопустимы; Соединения деталвд с гарантированным натягам б) увеличение твердости контактирующнх поверхностей гутем азотвро. вання, цементации, обдувки дробью н др.; в) уменьшение зазоров в шлнце.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
